Светодиодный драйвер из «энергосберегайки». лабораторная работа №4
- Цена: US $1.85
В далеком прошлом что-то я не делал обзор про собственные самоделки. Тут именно пришла «светоматка» из Китая на 100Вт. Решил смастерить ещё один светодиодный светильник (в дополнение к моим прошлым). В этом случае решил применять драйвер от «энергосберегайки». Думаете запрещено? Возможно, но нюансы имеются.
Кому весьма интересно, заходим.
Я в далеком прошлом желал применить в дело кучу драйверов. Нет, это не все мои. У меня за всё время испортилось лишь две лампочки. Одна из них из-за нехорошего выключателя (дребезг контактов), перегорела в момент включения. Вторая — стояла в туалете и испортилась от через чур нередкого вкл/выкл.
Эти лампочки (что на фото) я забрал (с разрешения) на предприятии, где тружусь. В том месте их большое количество списывают. Забрал, дабы применять цокольную часть для собственных самодельных светодиодных лампочек.
Но выясняется, возможно применяеться и увлекательнее. В сети попалась вот эта статейка: oldoctober.com/ru/smps/ А из-за чего бы нет, поразмыслил я. «Светоматку» заказал в последних числах Сентября. В середине ноября взял (полтора месяца). Трек LP00059578672952. Отслеживается лишь по Китаю.
Обычный пакет с пупыркой внутри, кинули прямо в коробку. Почта Грузии, но. Из-за чего пакет из Грузии, я не осознал (заказывал у китайца).
Метки маркером это я поставил. В том месте где заводские метки, ни прицепиться, ни припаять толком запрещено. Прозвонил мультиметром и нарисовал.
Все характеристики (размеры а также) написаны на странице продавца (магазина).Размеры «заценить» возможно на фоне более понятных предметов:).
Кстати, паяются только. Пора растолковать, из-за чего выбрал как раз 100Вт.Светодиодную продукцию из Китая подключаю неизменно с запасом по мощности. А что такое 10Вт, да ещё с запасом? Дай всевышний будет светить как 60Вт-ная лампочка накаливания.
У меня полно таких конструкций. У 20-тиваттной цена сходу подскакивает в два раза.
А размеры 20/30/50/100вт однообразные. Рабочее напряжение также однообразное (в пределах 30В). И цена не резко отличается.
Но, какой запас по мощности! Сжечь на протяжении опыта также шансов меньше.
А вот и схема. Схемы у различных производителей «энергосберегаек» несущественно отличаются. Присутствуют упрощения либо напротив добавляются элементы для лучшей и более долговечной работы.
Но сущность одна. На первом рисунке фактически схема с элементами (красного цвета), каковые необходимо убрать. На втором и третьем два варианта преобразователя для светодиодной матрицы (схема переделки).
Поверх обмотки дросселя «энергосберегайки» необходимо намотать пара (десятков) витков провода.
Дроссель преобразовывается в трансформатор. После этого выходное напряжение трансформатора необходимо выпрямить и сгладить. Существуют две схемы двухполупериодных выпрямителей.
Две и зарисовал.
2. Мостовая схема. 3. Схема со средней (нулевой) точкой. Мостовая схема разрешает экономить медь, но рассеивает вдвое больше энергии на диодах.Схема со средней (нулевой) точкой более экономична в этом замысле, но требует наличия двух совсем симметричных вторичных обмоток.
Асимметрия по количеству витков либо размещению может привести к насыщению магнитопровода.Как раз по данной 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. Через чур мелкий просвет у дросселя. Мотать дополнительные витки будет некуда.
Данный уже возможно применить.
Просвет громадной. Но я отыскал ещё более приемлемый вариант. Размер окна легко фантастический. Таковой дроссель был лишь один. Я старался подписывать мощность драйверов при демонтаже. Для опытов забрал 20-тиваттный драйвер.Сходу припаял перемычку от дросселя в соответствии с схеме переделки. Поверх обмотки дросселя намотал 14 витков эмалированного провода (для тестирования).
Мотал, не выпаивая из платы.
Подключил на выход мостик из отечественных КД226, конденсатор 470мкФ и замечательные нагрузочные сопротивления. Подключил, трудится. При нагрузке 51 Ом на выходе 10,3В. При нагрузке 10 Ом – 8,5В (никакой стабилизации: ни по току ни по напряжению).
Прикинул, для 30В мне пригодится 45-50 витков. Отыскал эмалированный провод (из ветхих запасов) диаметром 0,5 (с изоляцией). 45-50 витков многовато, но окно громадное.
Должно влезть.
Итого два метра провода. Дроссель выпаял. Первичку изолировал липкой китайской лентой на тряпичной базе (в случае если внезапно, не расплавится при нагреве).
Сердечник также заизолировал (временно), дабы не царапать провод на протяжении намотки. Мотать будет необходимо, не разбирая. Такие дроссели (трансформаторы) более одного раза не разбираются (не планируют).
Они склеены. Первый ряд мотал виток к витку.
Осознал, что идеально уложить два метра провода через окно не окажется. Остальные мотал в навал. Для последнего витка еле щёлку отыскал. Макетка выглядит так. Трансформатор на место до тех пор пока впаивать не стал. Включил.
Трудится.
Кое-какие моменты лучше отсеять сходу. Дотянулся осциллограф. Наблюдаем пульсации. Лишь факты. Сперва взглянул, что приходит на светоматрицу. Вход осциллографа «закрытый».
Эта информация чисто ознакомительная.
Частота 100Гц (кто бы сомневался), размах пульсаций 4В. Не путать с напряжением на матрице, оно около 30В. А эта картина того, что видит отечественный глаз (то, что фиксирует фотодиод).
Вход осциллографа «открытый». Величину пульсаций считаю по формуле из ГОСТа. У меня оказалось около 11%.Пришло время взглянуть Санитарные нормы.
СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И НЕЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ».
В зависимости от назначения помещения максимально допустимые пульсации от 10 до 20%. Лампочка в эти пределы попадает. НО… В русских нормах освещения установлено, что глубина пульсации освещенности на рабочих местах не должна быть больше 20%, а для некоторых видов работы 15 либо кроме того 10 процентов.
На самом же деле, это устаревшие показатели и для комфортной работы для мозга (глаз не принимает пульсацию и идет нагрузка на мозг — меньшая продуктивность и быстрая утомляемость на рабочем месте) пульсация должна быть не более 4-5% полностью на любом рабочем месте.В этом случае пульсации 100Гц. Это не последствия преобразования. Это недостаточное сглаживание по входу выпрямителя 220В «энергосберегайки».
Оно практически у всех так. Для них это не верно критично. Я совсем потерял из виду, что драйвер б/у, при чём очень сильно.
Решил измерить входную ёмкость.
Конечно, сперва выпаял, после этого разрядил. Измерил. В случае если учесть, сколько она проработала, хороший итог. Но раз уж выпаял, всё равняется заменил.
Опять измерил величину пульсаций.
У меня оказалось около 5%. Снизились более чем вдвое. Сейчас возможно и в детскую ставить. Какой же КПД самодельного драйвера? Для его определения нужно знать, сколько потребляет от сети, и какое количество 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 также измерил. Оно составило 30,9В.
Мощность по постоянному току Р=30,9В*0,63А=19,5Вт. ?=19,5Вт/24,8Вт*100%=78% Хорошей итог. В случае если учесть, что на выходе двухполупериодный выпрямитель по мостовой схеме с диодами КД226.
Для несведущих растолкую. При мостовой схеме выпрямителя последовательно нужной нагрузке неизменно подключены два выпрямительных диода (в этом случае КД226), каковые рассеивают на себе часть энергии, превращая её в ненужную (тепло). И эти утраты возможно 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 неизменно в работе два (две пары поочерёдно). Не тяжело посчитать утраты мощности при токе 0,63А.
Р=0,63А*1,0В*2=1,26Вт! При замене на диоды Шоттки утраты снизятся практически в 2 раза. Ещё вдвое возможно снизить, применив схему со средней (нулевой) точкой.
Но мотать 50 витков двойным проводом мне не хотелось, да и не уместил бы я. У меня лишь один выход.
Заказал диоды Шоттки. В то время, когда придут, поставлю.Ещё несколько слов про КПД. В то время, когда тестировал при выходе на нагрузку 10В и токе в 1А (к примеру на матрицу 10Вт) КПД устройства составил примерно 50-60%! При таковой нагрузке тяжелые потери на выпрямительном мосту (более 2Вт).
И сам драйвер снижает КПД при работе на неполную мощность.
Это для сведения. Драйвер кроме того на холостом ходу много потребляет от сети. Легко отключил матрицу от драйвера. Ничего не создавая нужного, он уже берёт от сети 3,6Вт! С КПД более менее разобрался. Более глубоко влезать не вижу особенного смысла. Главные нюансы выделил.
Весьма серьёзным считаю второй вопрос.
Совершил ещё один опыт. Взял на работе ЛАТР и взглянул, как ведёт себя светильник при разных напряжениях в сети. А ведёт она себя очень необычно. Вот, что измерил. Показания люксметра сняты для построения графика, не более того. Мощность светильника мало изменяется в зависимости от прогрева.
Исходя из этого это среднестатистические эти по окончании получаса работы. Если судить по таблице, мне будет необходимо пара 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. Выстроил графики зависимости, так нагляднее. Нет никакой стабилизации.
При повышении напряжения в сети, мощность светильника (и яркость соответственно) линейно возрастает. Увы и ах.
Это не хорошо, само собой разумеется. Но сейчас знаю совершенно верно, что от него ожидать. В подтверждение моих слов фото при напряжении в сети 230В (26Вт).
При напряжении в сети 190В мощность светильника понижается до 10Вт. Вот такая скорбь. Забыл написать.
Дабы проводить опыты, светоматрицу закрепил на алюминиевый оребрённый радиатор (через теплопроводящую пасту) размером 100*80 (мм).
По окончании экспериментирования пощупал самые проблемные места. дроссель и Транзисторы/трансформатор были еле тёплые. За них больше не переживаю. Самым нагретым местом была сама матрица.
Исходя из этого её охлаждению нужно выделить особенное внимание.
Кстати, теплоотводящая подложка светодиодов НЕ соединена ни с каким выводом. Это прекрасно.Раз уж отправилась такая пьянка, совершил ещё один опыт.Принцип несложен. Я подаю на матрицу ток через калиброванные промежутки (для удобства восприятия) с блока питания, наряду с этим не забываю про напряжение на матрице (т. к. при повышении тока, хоть и не намного, оно также будет возрастать) и освещённость.
Все сведенья свёл в таблицу.
Остальные данные в таблице – взяты путём расчета (делением и перемножением измеренных размеров). Это нужно 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 этом случае не хватило напряжения для раскачки матрицы на полную. Наряду с этим ток ограничился на величине 0,84А.
Напряжение больше не росло. Но динамику ясно и по тем цифрам, что имею. Посредством взятой таблицы и выстрою 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». В случае если попытаться сообщить несложнее, чем меньше мощность от номинала, тем громадная мощность переходит в свет, а не в тепло.
На этом лабораторную работу можно считать оконченной.
Работа совершена, вывод сделан. Перехожу к практическим занятиям. Имеется у меня светильник на балконе.
В него и буду вживлять.
Корпус из жести (сталь), будет являться дополнительным теплоотводом. Всё лишнее убрал. В качестве радиатора буду применять алюминиевый лист (толщиной 2мм) от списанной аппаратуры.
Место крепления матрицы к радиатору нужно очистить от краски и смазать теплопроводящей смазкой.
Особенная красота не нужно. Всё будет скрыто плафоном. Не считая самого драйвера где-то необходимо разместить выпрямитель.
Его выполнил на отдельной плате. Также очень не заморачивался.
Забрал кусок фольгтрованного гетинакса и сделал пропилы в нужных местах. По окончании того, как придут диоды Шоттки, мне нужно будет смотать пара лишних витков с дросселя/трансформатора (подогнать мощность под стандартные 20Вт при 225В в сети). После этого впаять дроссель/ трансформатор на место в драйвер.
И подключить всё это через клеммник на балконе. А до тех пор пока всё выглядит так. Светит в большинстве случаев, ничего особого.
В то время, когда придут диоды, напишу про них дополнительный обзор.
Пологаю, что будет также весьма интересно. Тогда и доведу всё до ума. Бессмысленно делать двойную работу. Напоследок мало напомню: паять и клепать лампочки — занятие неблагодарное, не смотря на то, что и увлекательное.
Заводская пайка конечно же надёжней. Значительно несложнее пристроить какую-нибудь готовую светодиодную лампочку. Но самоделки трудятся намного надёжнее.
А вдруг руки чешутся – по большому счету никто не остановит!Как верно распорядиться сведениями из моего обзора, любой решает сам в меру собственной испорченности :). Я же при написании собственного обзора руководствовался лишь благими намерениями. Надеюсь, что хоть кому-то помог.
Кому что-то неясно по поводу данной самоделки, задавайте вопросы. С остальным – кидайте в личку, в обязательном порядке отвечу.
На этом ВСЁ!Удачи!
