Как из блока питания сделать драйвер для светодиодов

Обновлено: 01.05.2024

добрый день!
делаю одно простое устройство на attiny13, и для питания решил применить Led Power Driver Suppy который выдает 12v 3W
очень похож на такой:

но attiny отказывается с ним работать по каким-то причинам, хотя между ними стоит стабилизатор 7805, и конденсатор на 100нФ, напряжение стабильно 5в.
от другого адаптера или от БП компьютера схема работает нормально, так что решил проблема в этом блоке.

схемы его нет, но судя по виду там всего один диод на вторичной обмотке трансформатора. я припаял ко вторичной обмотке диодный мост (не отключая диод на плате), и запитал свою схему. без эффектов не обошлось был сильный БАХ, и БП разлетелся на куски, ну и все остальное тоже выгорело.
почему такое произошло? на такие блоки нельзя ставить мост?

хочу использовать данный блок, только потому, что он маленький по габаритам, а больший не влезет в корпус.
что можете посоветовать? 12в нужно для реле, которое управляется тинькой.

почему такое произошло? на такие блоки нельзя ставить мост?

Нельзя. Читайте про обратноходовые преобразователи.

Реле есть на 5 В, тогда можно будет взять (любую) зарядку для телефона.

_________________
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Могу не отвечать пару месяцев, не беспокойтесь.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

ясно, про преобразователи почитаю.
реле у меня на 220в 16А, а такого чтоб управлялось 5в я не нашел.

а можно ли как-то стабилизировать данный источник для питания attiny или даже не стоит пытаться?
очень редко, кстати, схема все же работает от этого питания.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Можно. Вообще говоря, после 7805 она уже должа была работать нормально.

Приглашаем всех желающих 25/11/2021 г. принять участие в вебинаре, посвященном антеннам Molex. Готовые к использованию антенны Molex являются компактными, высокопроизводительными и доступны в различных форм-факторах для всех стандартных антенных протоколов и частот. На вебинаре будет проведен обзор готовых решений и перспектив развития продуктовой линейки. Разработчики смогут получить рекомендации по выбору антенны, работе с документацией и поддержкой, заказу образцов.

Можно. Вообще говоря, после 7805 она уже должа была работать нормально.

да, я тоже так думал!
я немного почитал про обратноходовые, может его надо чем-то нагрузить для нормальной работы?
что можете посоветовать для стабилизации в моем случае?
может стоит собрать другой источник питания? но я ограничен очень габаритами.
спасибо за ответы!

Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре

может его надо чем-то нагрузить для нормальной работы?

Многие довольно часто путают блоки питания и драйвера, подключая светодиоды и светодиодные ленты не от тех источников что нужно.

Рассмотрим подробнее в чем их отличия и когда нужно применять тот или иной источник питания. Но для начала кратко разберемся в типах блоков питания.

Сегодня уже довольно редко можно встретить применение трансформаторного БП. Схема их сборки и работы довольно проста и понятна.

Самый главный элемент здесь, безусловно трансформатор. В домашних условиях он преобразует напряжение 220В в напряжение 12 или 24В. То есть, идет прямое преобразование одного напряжения в другое.

Частота сети при этом, привычные нам всем 50 Герц.

У такой схемы 3 главных достоинства:

Однако есть здесь и недостатки, которые заставили разработчиков задуматься и придумать что-то более современное.

во-первых это большой вес и приличные габариты

как следствие первого недостатка - большой расход металла на сборку всей конструкции

ну и ухудшает все дело низкий косинус фи и низкий КПД

Именно поэтому и были изобретены импульсные источники питания. Здесь уже несколько иной принцип работы.

Во-первых, выпрямление напряжения происходит сразу же. То есть, подается на вход переменно 220В и тут же на входе преобразуется в постоянное 220V.

Далее стоит генератор импульсов. Главная его задача - создать искусственно переменное напряжение с очень большой частотой. В несколько десятков или даже сотен килогерц (от 30 до 150кГц). Сравните это с привычными нам 50 Гц в домашних розетках.

Кстати за счет такой огромной частоты, мы практически не слышим гул импульсных трансформаторов. Объясняется это тем, что человеческое ухо способно различать звук до 20кГц, не более.

Третий элемент в схеме - импульсный трансформатор. Он по форме и конструкции напоминает обычный. Однако главное его отличие - это маленькие габаритные размеры.

Это как раз таки и достигается за счет высокой частоты.

Из этих трех элементов самым главным является генератор импульсов. Без него, не было бы такого относительно маленького блока питания.

Преимущества импульсных блоков:

маленькая цена, если конечно сравнивать по мощности его, и такой же блок собранный на обычном трансформаторе

напряжение питания можно подавать в большом разбросе

при качественном производителе блока питания, у импульсных ИБП более высокий косинус фи

Есть и недостатки:

если вам попался не качественный импульсный блок, то он будет выдавать в сеть кучу высокочастотных помех, которые будут влиять на работу остального оборудования

Проще говоря, блок питания что обычный, что импульсный - это устройство у которого на выходе строго одно напряжение. Его конечно можно "подкрутить", но в не больших диапазонах.

Для светодиодных же светильников такие блоки не подойдут. Поэтому для их питания используются драйверы.

Почему же для светодиодов нельзя применять простой БП, и для чего нужен именно драйвер?

Драйвер - это устройство похожее на блок питания.

Однако, как только в него подключаешь нагрузку, он заставляет стабилизироваться на одном уровне не напряжение, а ток!

Светодиоды "питаются" электрическим током. Также у них есть такая характеристика, как падение напряжения.

Если вы видите на светодиоде надпись 10мА и 2,7В, то это означает, что максимально допустимый ток для него 10мА, не более.

При протекании тока такой величины, на светодиоде потеряется 2,7 Вольт. Именно потеряется, а не требуется для работы. Добьетесь стабилизации тока и светодиод будет работать долго и ярко.

Более того, светодиод - это полупроводник. И сопротивление этого полупроводника зависит от напряжения, которое на него подано. Изменяется сопротивление по графику - вольтамперной характеристике.

Если на нее посмотреть, то становится видно, даже если вы не намного увеличите или уменьшите напряжение, это резко, в разы изменит величину тока.

Причем зависимость не прямо пропорциональная.

Однако у всех светодиодов уникальные параметры и характеристики. При одном и том же напряжении они могут "кушать" разный ток.

Мало того, эти параметры еще способны меняться при изменении окружающей температуры.

А температурный диапазон работы светодиодных светильников очень большой.
Например, зимой на улице может быть -30 градусов, а летом уже все +40. И это в одном и том же месте.

Поэтому, если вы такие светильники подключите от обычного импульсного блока питания, а не от драйвера, то режим их работы будет абсолютно не предсказуем.

Работать они конечно будут, но в каком режиме светоотдачи и насколько долго неизвестно. Заканчивается такая работа всегда одинаково - выгоранием светодиода.

Кстати, при превышении температуры световой поток у светодиодных светильников всегда падает, даже у тех, которые подключены через драйвер. У некачественных экземпляров световой поток падает очень сильно, стоит им поработать около часа и нагреться.

Поэтому каждому светильнику после запуска, нужно дать время, чтобы он вышел на свой рабочий режим и световой поток стабилизировался. Его изменение должно быть не более 10% от начального.

Многие недобросовестные производители хитрят и измеряют эти параметры сразу после включения, когда поток еще максимальный.

Если вам нужно соединить несколько светодиодов, то подключаются они последовательно. Это необходимо, чтобы через все элементы, несмотря на их разные ВАХ (вольт-амперные характеристики), протекал один и тот же ток.

А уже эту последовательную цепочку подключают к драйверу. Данные цепочки можно комбинировать различными способами. Создавать последовательно-параллельные или гибридные схемы.

Безусловно и у драйверов есть свои неоспоримые недостатки:

во-первых они рассчитаны только на определенный ток и мощность

А это значит, что для каждого драйвера каждый раз придется подбирать определенное количество светодиодов. Если один из них случайно выйдет из строя в процессе работы, то драйвер весь ток запустит на оставшиеся.

Что приведет к их перегреву и последующему выгоранию. То есть потеря одного светодиода влечет за собой поломку всей цепочки.

Бывают и универсальные модели драйверов, для них не важно количество светодиодов, главное чтобы их общая мощность не превышала допустимую. Но они гораздо дороже.

Простые блоки питания можно использовать для разных нужд, везде где необходимы 12В и более, например для систем видеонаблюдения.

Основное же предназначение драйверов - это светодиоды.

А есть бездрайверные заводские светильники? Есть. Не так давно на рынке появилось немало таких Led светильников и прожекторов.

Однако энергоэффективность у них не очень высокая, на уровне обычных люминесцентных ламп. И как он поведет себя при возможных перепадах параметров в наших сетях, большой вопрос.

Отдельный вопрос это светодиодные ленты. Для них вовсе не нужны драйвера, и как известно они подключаются от привычных нам блоков питания 12-36 Вольт.

Казалось бы в чем подвох? Там же тоже стоят светодиоды.

А дело в том, что драйвер уже автоматически присутствует в самой ленте.

Все вы видели на светодиодных лентах впаянные сопротивления (резисторы).

Они как раз таки и отвечают за ограничение тока до номинальной величины. Одно сопротивление устанавливается на три последовательно подключенных светодиода.

Такие участки ленты, рассчитанные на напряжение 12 Вольт называют кластерами. Эти отдельные кластеры на всем протяжении ленты подключены между собой в параллель.

И именно благодаря такому параллельному соединению, на все светодиоды подается одинаковое напряжение 12В. Благодаря кластеризации при монтаже низковольтной ленты, ее спокойно можно отрезать на мелкие кусочки, состоящие минимум из 3-х светодиодов.

Казалось бы, решение найдено и где здесь недостаток? А главный недостаток такого устройства - эти резисторы не проделывают никакой полезной работы.

Они лишь дополнительно нагревают окружающее пространство и сам светодиод возле него. Именно поэтому светодиодные ленты не светят так ярко, как нам хотелось бы. Вследствие чего, их используют лишь как дополнительный свет интерьера.

Сравните 60-70 люмен/ватт у светодиодных лент, против 120-140 лм/вт у светильников и решений на основе драйверов.

Возникает вопрос, а можно ли найти ленту без сопротивлений и подключить к ней драйвер отдельно? Да, такие устройства например применяют в светодиодных панелях.

Их часто монтируют в подвесном потолке и не только. Применяются они без сопротивлений. Еще их называют токовыми светодиодными линейками.

Именно токовыми. Здесь все отдельные участки линеек подключаются последовательно на один драйвер. И все прекрасно работает.

Можно посмотреть процесс изготовления самоделки в видео:

Перечень инструментов и материалов
-энергосберегающая люминисцентная лампа;
-отвертка;
-паяльник;
-тестер;
-светодиод белого свечения 10вт;
-эмальпровод диаметром 0,4мм;
-термопаста;
-диоды марки HER, FR, UF на 1-2А
-настольная лампа.

Шаг первый. Разборка лампы.
Разбираем энергосберегающую люминисцентную лампу аккуратно поддев отверткой. Колбу лампы нельзя разбивать так, как внутри находятся пары ртути. Прозваниваем нити накала колбы тестером. Если хоть одна нить показывает обрыв, значит колба неисправна. Если есть исправная аналогичная лампа, то можно подключить колбу от нее к переделываемой электронной плате, чтобы удостовериться в ее исправности.

Шаг второй. Переделка электронного преобразователя.
Для переделки я использовал лампу мощностью 20Вт, дроссель которой выдержать нагрузку до 20 Вт. Для светодиода мощностью 10Вт это достаточно. Если нужно подключить более мощную нагрузку, можно применить электронную плату преобразователя лампы с соответственной мощности, или поменять дроссель с сердечником большего размера.

Также возможно запитать светодиоды меньшей мощности, подобрав требуемое напряжение количеством витков на дросселе.
Смонтировал перемычки из провода в на штырьках для подключения нитей накала лампы.

Поверх первичной обмотки дросселя нужно намотать 20 витков эмальпровода. Затем припаиваем вторичную намотанную обмотку к выпрямительному диодному мостику. Подключаем к лампе напряжение 220В и измеряем напряжение на выходе с выпрямителя. Оно составило 9,7В. Светодиод, подключенный через амперметр, потребляет ток в 0,83А. У этого светодиода номинальный ток равен 900мА , но чтобы увеличить его ресурс в работе специально занижено потребление по току. Диодный мостик можно собрать на плате навесным монтажом.

Схема переделанной электронной платы преобразователя. В результате из дросселя получаем трансформатор с подключенным выпрямителем. Зеленым цветом показаны добавленные компоненты.

Светодиоды практичны, долговечны, эффективны и экономны. Для стабильной работы этих полупроводниковых приборов необходима подача на их выводы электротока со строго выверенными параметрами. Для этого нужен специальный светодиодный драйвер, своими руками создать который несложно.

Назначение драйверов для светодиодов

Яркость светодиодной лампы зависит от 2 параметров: тока, проходящего через нее, и идентичности характеристик полупроводников, т. к. любое несоответствие выведет детали из строя. Но современное производство не в состоянии обеспечить полностью одинаковые параметры кристаллов.

Нестабильность тока в сети 220 вольт и отличие в характеристиках приводит к деградации материала и сгоранию светодиода. Чтобы избежать этого, ставят драйвер.

Он преобразует электроток:

задает ему амплитуду;
выпрямляет – делает его постоянным;
подает на все элементы одинаковый ток (немного меньше максимального уровня) и не допускает их пробоя.

Ключевые особенности

Главное отличие драйвера в том, что при входном напряжении, на которое он рассчитан (например, 140-240 V), он устанавливает на светодиодах заданный уровень тока. При этом потенциал на выходе устройства может быть любым.

Основных характеристик у него 3:

Номинальный ток. Он не должен превышать паспортное значение светодиода, иначе диоды сгорят или будут гореть тускло.
Напряжение на выходе. Зависит от типа подключения полупроводников и их числа. Оно равно произведению падения потенциала 1 элемента на их количество и может меняться в широких пределах.
Мощность. От правильного расчета этой характеристики зависит вся работа устройства. Для этого суммируют мощности всех элементов и добавляют 20-25% (запас на перегрузку).

У светодиодной лампы из 10 элементов по 0,5 Вт этот параметр будет равен 5W. С учетом перегрузки следует выбрать драйвер на 6-7 W.

Но 2 последних параметра (мощность потребления и выходное напряжение) напрямую зависят от спектра излучения светодиода. Например, элементы ХР-Е (красные) при 1,9-2,5 V потребляют 0,75 W, а зеленые – 1,25 W при питании в 3,3-3,9 V. Получается, что драйвер в 10 W способен запитать 7 диодов одного цвета или 12 другого.

Теория питания светодиодных ламп от 220 в

Лед-лампа, лента под потолком или подсветка в современном телевизоре являются совокупностью нескольких мощных небольших светодиодов, размещенных в пространстве нужным образом.

Для замены 60 W лампочки (по яркости свечения) понадобится около дюжины недорогих полупроводниковых приборов.

Если каждый из них способен пропускать ток в 1 А при напряжении 3,3 V, то в осветительную сеть их включить нельзя – сразу сгорят. Можно воспользоваться делителем из резисторов, но на них будет рассеиваться большая мощность. Поэтому КПД светильника будет небольшим.

Для снижения напряжения и преобразования тока в постоянный применяют драйверы. Внутри этих устройств могут быть различные стабилизаторы тока, емкостно-резистивные делители и т. д.

В схему могут входить транзисторы, микросхемы, конденсаторы и т. д. Такие преобразователи меняют напряжение и обеспечивают подачу нужного количества тока каждому элементу.

Разновидности светодиодных драйверов

Есть несколько типов преобразователей для полупроводниковых источников света. Основные типы – линейный и импульсный. Каждый из них создается для своих целей и имеет свои нюансы.

Линейный

Этот тип применяют часто. Его сборка, при наличии всех деталей, может длиться 5-10 минут. Наладка ему почти не нужна – он начинает работать сразу.

В схеме присутствует линейный стабилизатор тока, который можно представить как переменный резистор, управляемый электронной схемой.

При подаче входного напряжения оно идет на регулирующий элемент и затем на схему (КТ) контроля тока. После этого оно появляется на выходе, к которому подсоединена нагрузка. Узел КТ проверяет ток и в зависимости от этого меняет сопротивление регулирующего элемента.

Недостаток подобного устройства – низкий КПД.

Импульсный

В основе этого типа драйвера лежит другой принцип. Регулирующим элементом здесь выступают ключи с трансформатором. При подаче напряжения на обмотках начинает запасаться энергия (в магнитном поле). Ток постепенно возрастает.

Как только он достигнет нужной величины, произойдет переключение ключей. Запасенная энергия пойдет в цепь, и ток начнет уменьшаться. По достижении минимального значения вновь сработают ключи и процесс повторится.

Принцип работы устройства

Основная работа драйвера – создание на выходе заданного значения тока и его поддержание. Любая схема подобного типа состоит из нескольких частей:

сетевого фильтра, защищающего сеть от помех;
конденсаторно-резисторного (RC) или трансформаторного узла для снижения напряжения;
диодного моста для выпрямления;
стабилизатора тока.

Устройство с RC фильтром действует так:

Конденсатор в сети переменного тока выполняет функции емкостного сопротивления. Вместе с мостом он образует делитель напряжения и уменьшает его до нужного предела. Резистор в его цепи служит для самозарядки.
Сниженное напряжение поступает на стабилизатор тока, а с него – на светодиоды.

Трансформаторный узел представляет собой устройство ключевого или другого типа, управляемое генератором. Он может быть выполнен на специализированных микросхемах, высоковольтных ключевых транзисторах, простых элементах или на ШИМ контроллере.

Такой драйвер работает следующим образом:

при подаче питания мост выпрямляет его, и оно идет на ключи, на которых с помощью обмоток создаются противофазные напряжения;
одновременно с ними включается генератор, который вырабатывает импульсы и запускает драйвер;
ключи, включаясь попеременно, обеспечивают бесперебойную работу устройства через цепь обратной связи;
на выходной обмотке возникает переменное напряжение, выпрямляемое мостом или 1-2 диодами вместе с электролитическими конденсаторами;
далее в цепи стоит стабилизатор тока, к которому подключают светодиоды.

Характеристики и отличия от блоков питания led ленты

Нельзя применить вместо преобразователя простой БП, рассчитанный на те же напряжение и ток. Хотя оба устройства (драйвер и блок led ленты) выполняют почти одну и ту же функцию – существенные различия есть.

Простой БП преобразует напряжение и выдает постоянный ток. Элементы ленты, подключаемые к нему, состоят из светодиода и резисторов. Таких узлов в ленте может быть много.

Управлять свечением полупроводника трудно, т. к. оно зависит от изменения величины тока, а он в данном узле постоянный. Для увеличения или изменения яркости в светодиодной ленте придется одновременно регулировать все резисторы, а это нереально.

Драйвер является стабилизатором тока. Светодиоды подключены к нему последовательно. Поскольку в любой стабилизатор можно вставить регулирующий элемент, то яркость полупроводников получится свободно менять. Для этого следует лишь поднять или опустить общую величину силы тока.

Изготовление драйвера для светодиодов своими руками

Если в наличии пользователя есть несколько полупроводниковых кристаллов или линейка подсветки из старого телевизора, он может самостоятельно сделать источник тока для них.

Для этого следует приобрести приборы и детали или выпаять радиоэлементы из старой аппаратуры. Часто КПД устройств, сделанных своими руками, намного выше, чем у промышленных образцов.

Материалы и инструменты для работы

Для самодельного простого драйвера потребуются:

конденсаторы: простой 0,27 мкф на 400 V и 2 электролитических 500×16 V и 100×16 V;
резистор 500 кОм на 0,5 W;
4 диода или готовый мост на 220 V;
микросхема LM317;
паяльник мощностью 20-40 Вт;
флюс и припой (желательно типа ПОС);
пассатижи, кусачки, плоскогубцы;.
многожильные изолированные проводники из меди сечением 0,35-1 мм²;
трубка термоусадочная;
мультиметр или тестер;
изолента;
плата для распайки элементов.

Схемы простого драйвера для светодиода 1 Вт и мощного

Классический преобразователь представляет собой сочетание электронного делителя напряжения и микросхемы-стабилизатора. Первый узел состоит из 2 элементов (конденсатора 0,27 мкф и резистора 500 кОм), соединенных параллельно, к которым последовательно подключен мост из диодов, выдерживающих входное напряжение.

Для сглаживания пульсаций устанавливают 2 «электролита». Первый из них 500×16 V паяют сразу после моста. Затем монтируют стабилизатор тока. За ним второй конденсатор 100×16 V.

В качестве стабилизатора часто применяют микросхему L7812, но это не совсем правильное решение. Она является линейным устройством, регулирующим напряжение, и при изменении тока может сгореть.

Схема подключения

Лучше воспользоваться микросхемами LM317, LM338 или LM350, у которых есть защита от КЗ и перегрева. Питать их можно любым напряжением 5-35 V. К драйверу можно подсоединить 5-10 светодиодов.

Схема подключения проста:

плюс делителя идет на вход микросхемы (1 вывод);
общий провод через анод светодиода идет на минус радиодетали (среднюю ножку);
туда же через резистор, ограничивающий ток, подключен выход LM317 (3 контакт).

Установив вместо последнего элемента регулируемое сопротивление, можно изменять силу тока, т. е. яркость светодиодов в некоторых пределах.

Если нужно соорудить мощный прожектор, то драйвер придется модифицировать:

необходимо поднять питающее напряжение до 24 V;
установить стабилизатор с наибольшим током, а из предложенных микросхем только LM338 может выдавать 5А.

Ввиду большой силы тока следует установить ее на радиатор.

Как собрать и настроить драйвер?

В простом преобразователе для светодиодов мало элементов. Драйвер можно собрать на специальной плате, куске фанеры или провести навесной монтаж.

Устройство не требует наладки, если взять все указанные детали. Главное – правильно рассчитать резистор, ограничивающий ток.

Нюансы драйвера без стабилизатора тока

Многие пользователи совсем не ставят микросхему или другой подобный узел. Но отсутствие трансформатора приводит к пульсации напряжения и тока.

Яркость светодиодов при этом тоже меняется. Частично проблему решает конденсатор, установленный после моста. Если стабилизатор не установлен, то минимальная величина пульсации составит 2-5 V.

Вариант c микросхемой позволит избавиться от проблемы. Поэтому драйвер, смонтированный своими руками, по степени пульсации не уступит зарубежным аналогам.

Правила расчета технических параметров

Работоспособность любого устройства зависит от правильно подобранных компонентов. Поэтому необходимо знать, как рассчитывать каждый элемент драйвера.

Емкость гасящего конденсатора определяют по формуле:

С(мкФ) = 3200*I нагрузки/√(Uвход²-Uвыход²)

Например, для светодиодов с током 300 mA :

С(мкФ) = 3200* 300 /√(220²-24²) = 4,367 мкф.

Величина ограничивающего сопротивления прямо пропорциональна количеству потребляемого тока:

500 mA – 2,5 Ом;
250 mA – 5 Ом;
125 mA – 10 Ом.

Зная эти величины, можно рассчитать резистор для любого количества светодиодов.

Срок службы устройства

Длительность работы драйвера зависит от разных параметров. Это напряжение и ток нагрузки, качество использованных деталей, правильный расчет и многое другое. Общий срок службы устройства может составить от 1 года до нескольких десятков лет.

Размеры «заценить» можно на фоне более понятных предметов:).

Кстати, паяются исключительно.
Пора объяснить, почему выбрал именно 100Вт.
Светодиодную продукцию из Китая подключаю всегда с запасом по мощности. А что такое 10Вт, да ещё с запасом? Дай бог будет светить как 60Вт-ная лампочка накаливания. У меня полно таких конструкций. У 20-тиваттной цена сразу подскакивает вдвое. А размеры 20/30/50/100вт одинаковые. Рабочее напряжение тоже одинаковое (в пределах 30В). И цена не сильно отличается. Зато, какой запас по мощности! Спалить во время эксперимента тоже шансов меньше.
А вот и схема. Схемы у разных производителей «энергосберегаек» несущественно отличаются. Присутствуют упрощения или наоборот добавляются элементы для лучшей и более долговечной работы. Но суть одна.

На первом рисунке собственно схема с элементами (красного цвета), которые нужно убрать. На втором и третьем два варианта преобразователя для светодиодной матрицы (схема переделки).
Поверх обмотки дросселя «энергосберегайки» нужно намотать несколько (десятков) витков провода. Дроссель превращается в трансформатор. Затем выходное напряжение трансформатора нужно выпрямить и сгладить.
Существуют две схемы двухполупериодных выпрямителей. Две и зарисовал.
2. Мостовая схема.
3. Схема со средней (нулевой) точкой.
Мостовая схема позволяет экономить медь, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.
Схема со средней (нулевой) точкой более экономична в этом плане, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.
Именно по этой причине неприемлема схема с одним диодом, как в блоках питания телевизоров 3УСЦТ.
В качестве донора использую драйвер от неисправной люминесцентной лампочки («энергосберегайки»).
Но не все подойдут.

Эти сложно будет применить в дело. Слишком маленький просвет у дросселя. Мотать дополнительные витки будет некуда.
Этот уже можно применить. Просвет большой.

У меня получилось около 11%.
Пришло время посмотреть Санитарные нормы. СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». В зависимости от предназначения помещения максимально допустимые пульсации от 10 до 20%. Лампочка в эти пределы попадает. НО…

В российских нормах освещения установлено, что глубина пульсации освещенности на рабочих местах не должна превышать 20%, а для некоторых видов работы 15 или даже 10 процентов. На самом же деле, это устаревшие показатели и для комфортной работы для мозга (глаз не воспринимает пульсацию и идет нагрузка на мозг — быстрая утомляемость и меньшая продуктивность на рабочем месте) пульсация должна быть не более 4-5% абсолютно на любом рабочем месте.

В данном случае пульсации 100Гц. Это не последствия преобразования. Это недостаточное сглаживание по входу выпрямителя 220В «энергосберегайки». Оно почти у всех так. Для них это не так критично.
Я совершенно упустил из виду, что драйвер б/у, при чём сильно. Решил измерить входную ёмкость. Естественно, сначала выпаял, затем разрядил. Измерил.

Если учесть, сколько она проработала, неплохой результат. Но раз уж выпаял, всё равно заменил.

Снова измерил величину пульсаций.

У меня получилось около 5%. Снизились более чем в два раза. Теперь можно и в детскую ставить.
Какой же КПД самодельного драйвера? Для его определения необходимо знать, сколько потребляет от сети, и сколько потребляет «светоматка» по постоянному току. Ничего сложного. Мультиметр и ваттметр мне в помощь. Мощность колеблется в зависимости от напряжения в сети.
При мощности потребления от сети 24,8Вт, ток через матрицу 0,63А. Напряжение на «светоматке» я тоже измерил. Оно составило 30,9В.

Мощность по постоянному току Р=30,9В*0,63А=19,5Вт.
Ƞ=19,5Вт/24,8Вт*100%=78%
Неплохой результат. Если учесть, что на выходе двухполупериодный выпрямитель по мостовой схеме с диодами КД226. Для несведущих объясню. При мостовой схеме выпрямителя последовательно полезной нагрузке постоянно подключены два выпрямительных диода (в данном случае КД226), которые рассеивают на себе часть энергии, превращая её в бесполезную (тепло). И эти потери можно посчитать.
Для наглядности восприятия подключил диод к блоку питания в режиме отсечки по току.

При токе 0,5А падение напряжения на выпрямительном диоде 1,0В! А их постоянно в работе два (две пары поочерёдно). Не трудно посчитать потери мощности при токе 0,63А. Р=0,63А*1,0В*2=1,26Вт! При замене на диоды Шоттки потери снизятся почти в 2 раза. Ещё в два раза можно снизить, применив схему со средней (нулевой) точкой. Но мотать 50 витков двойным проводом мне не хотелось, да и не уместил бы я. У меня только один выход. Заказал диоды Шоттки. Когда придут, поставлю.
Ещё пару слов про КПД. Когда тестировал при выходе на нагрузку 10В и токе в 1А (к примеру на матрицу 10Вт) КПД устройства составил приблизительно 50-60%! При такой нагрузке большие потери на выпрямительном мосту (более 2Вт). И сам драйвер снижает КПД при работе на неполную мощность. Это для сведения.
Драйвер даже на холостом ходу немало потребляет от сети.

Просто отключил матрицу от драйвера. Ничего не производя полезного, он уже берёт от сети 3,6Вт!
С КПД более менее разобрался. Более глубоко влезать не вижу особого смысла. Основные нюансы выделил.
Очень важным считаю другой вопрос.
Провёл ещё один эксперимент. Взял на работе ЛАТР и посмотрел, как ведёт себя светильник при различных напряжениях в сети. А ведёт она себя весьма своеобразно. Вот, что измерил. Показания люксметра сняты для построения графика, не более того.

Мощность светильника немного меняется в зависимости от прогрева. Поэтому это среднестатистические данные после получаса работы.
Судя по таблице, мне придётся несколько лишних витков с трансформатора убирать. Напряжение в сети дома в среднем 225-230В. Мощность лампочки при таком напряжении 23-26Вт. Это больше, чем задано заводом изготовителем «энергосберегайки» для драйвера. Насиловать не буду.
Построил графики зависимости, так нагляднее.

Нет никакой стабилизации. При увеличении напряжения в сети, мощность светильника (и яркость соответственно) линейно возрастает. Увы и ах. Это плохо, конечно. Зато теперь знаю точно, что от него ожидать.
В подтверждение моих слов фото при напряжении в сети 230В (26Вт).

При напряжении в сети 190В мощность светильника снижается до 10Вт.

Вот такая печаль.
Забыл написать. Чтобы проводить эксперименты, светоматрицу закрепил на алюминиевый оребрённый радиатор (через теплопроводящую пасту) размером 100*80 (мм).

После экспериментирования пощупал самые проблемные места. Транзисторы и дроссель/трансформатор были еле тёплые. За них больше не переживаю. Самым нагретым местом была сама матрица. Поэтому её охлаждению необходимо уделить особое внимание.
Кстати, теплоотводящая подложка светодиодов НЕ соединена ни с каким выводом. Это хорошо.
Раз уж пошла такая пьянка, провёл ещё один эксперимент.
Принцип прост. Я подаю на матрицу ток через калиброванные промежутки (для удобства восприятия) с блока питания, при этом не забываю про напряжение на матрице (т. к. при увеличении тока, хоть и не намного, оно тоже будет увеличиваться) и освещённость. Все данные свёл в таблицу. Остальные данные в таблице – получены путём расчета (перемножением и делением измеренных величин). Это необходимо для получения более наглядных цифр. Ещё раз повторю, показания люксметра сняты для построения графика, не более того.

Экспериментировал в режиме отсечки по току. Блок питания имеет ограничение по напряжению (30В) и току (10А). В данном случае не хватило напряжения для раскачки матрицы на полную. При этом ток ограничился на величине 0,84А. Напряжение больше не росло. Но динамику понятно и по тем цифрам, что имею.
С помощью полученной таблицы и построю график зависимости «энергоэффективности» матрицы от той мощности (тока), которую через неё пропустил.

Как видим из графика, чем выше мощность, проходящая через матрицу, тем ниже «энергоэффективность». Если постараться сказать проще, чем меньше мощность от номинала, тем бОльшая мощность переходит в свет, а не в тепло. На этом лабораторную работу можно считать оконченной. Работа проведена, вывод сделан. Перехожу к практическим занятиям.
Есть у меня светильник на балконе. В него и буду вживлять.
Корпус из жести (сталь), будет служить дополнительным теплоотводом.

Всё лишнее убрал.

В качестве радиатора буду использовать алюминиевый лист (толщиной 2мм) от списанной аппаратуры.

Место крепления матрицы к радиатору необходимо очистить от краски и смазать теплопроводящей смазкой.
Особая красота не требуется. Всё будет скрыто плафоном.
Кроме самого драйвера где-то нужно разместить выпрямитель. Его выполнил на отдельной плате.

Тоже особо не заморачивался. Взял кусок фольгтрованного гетинакса и сделал пропилы в нужных местах.
После того, как придут диоды Шоттки, мне придётся смотать несколько лишних витков с дросселя/трансформатора (подогнать мощность под стандартные 20Вт при 225В в сети). Затем впаять дроссель/ трансформатор на место в драйвер. И подключить всё это через клеммник на балконе. А пока всё выглядит так.

Светит обычно, ничего особенного.

Когда придут диоды, напишу про них дополнительный обзор. Думаю, что будет тоже интересно. Тогда и доведу всё до ума. Бессмысленно выполнять двойную работу.
В заключение немного напомню: паять и клепать лампочки — занятие неблагодарное, хотя и интересное. Заводская пайка конечно же надёжней. Гораздо проще пристроить какую-нибудь готовую светодиодную лампочку. Но самоделки работают намного надёжнее. А если руки чешутся – вообще никто не остановит!
Как правильно распорядиться сведениями из моего обзора, каждый решает сам в меру своей испорченности :). Я же при написании своего обзора руководствовался только благими намерениями.
Надеюсь, что хоть кому-то помог. Кому что-то неясно по поводу этой самоделки, задавайте вопросы. С остальным – кидайте в личку, обязательно отвечу.
На этом ВСЁ!
Удачи!

Читайте также: