понедельник, 16 марта 2015 г.

Светодиодный светильник работающий от сети 220В

Для того чтобы светодиод светился необходимо чтобы через него проходил достаточный, для этого, ток в прямом направлении, если этот ток будет слишком большим то светодиод перегорит. Для того чтобы светодиод светился от переменного напряжения 220В можно ограничить ток этого светодиода элементами имеющими некоторое сопротивление поставленными в цепь последовательно со светодиодом. Параллельно и встречно этому светодиоду необходимо поставить другой диод (светодиод или обычный диод) т.к. ток переменный, светодиод обладает большим сопротивлением когда к нему приложено напряжение в обратном направлении и почти всё напряжение будет падать на этом диоде -это приведет к перегоранию светодиода т.к. они обычно не рассчитаны на обратное напряжение 310В, если два светодиода поставлены встречно параллельно то в каждый полупериод обратное напряжение на светодиоде к которому оно приложено будет равно падению напряжения на другом диоде в прямом направлении. Элементы ограничивающие ток светодиода могут иметь активное или реактивное сопротивление. Более предпочтительным является использование элементов с реактивным сопротивлением т.к. на них не происходит больших потерь энергии в виде тепла. Реактивным сопротивлением обладают конденсаторы и катушки, в данном случае предпочтительнее использовать конденсаторы т.к. они имеют меньший, чем катушки, размер при одинаковых сопротивлениях. Рассмотрим схему:
Рисунок 1 - Светодиодный светильник

В ней для ограничения переменного тока используется конденсатор C1. Если пренебречь сопротивлением резистора R1, диодов VD1 и VD2, предохранителя и учитывать, при расчёте, амплитудное напряжение сети то ёмкость конденсатора можно рассчитать по формуле на рисунке 1, где I -это ток светодиода (обычно от 0.005 до 0.02 А но м.б. и другим в зависимости от мощности). После расчёта ёмкости к ней подбирается ближайшая меньшая, конденсатор с подобранной ёмкостью ставиться в светильник, напряжение этого конденсатора д.б. больше 310В. Резистор R1 в схеме на рисунке 1 нужен для ограничения броска тока в момент подключения светильника в розетку, его сопротивление подобрано экспериментально но если известно максимальное импульсное напряжение светодиода и максимальная длительность этого импульса то оно м.б. рассчитано. Также возможно применение терморезисторов для ограничения броска тока. Мощность этого резистора небольшая т.к. сопротивление небольшое поэтому он м.б. на 0.125Вт. В схеме имеется предохранитель FU1 на всякий случай. При сборке данного устройства необходимо изолировать все токоведущие части для безопасности. После вынимания светильника из розетки конденсатор желательно разрядить путём замыкания выводов вилки. Вместо конденсатора для ограничения тока можно использовать резистор (или резисторы). Рассмотрим схему:

Рисунок 2 - Светодиодный светильник

Данную схему использовать не рекомендуется т.к. на резисторах происходят большие потери энергии т.е. они сильно нагреваются в процессе работы -это может привести к перегоранию светильника или большей потери денег при оплате электроэнергии потраченной на светильник. Но её всё таки можно использовать если потери не имеют большого значения или помимо светильника нужен ещё и электронагреватель воздуха. Сопротивление резистора(ов) можно рассчитать по закону Ома. Например нужен ток 0.02 А тогда делим 310 (амплитудное напряжение сети) на 0.02 получаем R=15500Ом. Мощность определим умножив ток 0.02А на напряжение 220 (действующее напряжение сети) получим 4.4 Вт. Т.е. для ограничения тока, в данном случае, можно использовать резистор с сопротивлением 16кОм (ближайшее большее) мощностью 5Вт. Если такого резистора нет то его можно заменить последовательным или параллельным соединением резисторов таким чтобы его общее сопротивление было ближайшее большее к 15500Ом и мощность на каждом резисторе не была больше максимальной. Если резисторы с одинаковыми сопротивлениями соединяются последовательно (как на рисунке 2) то на каждом из них мощность будет вдвое меньше чем на обоих т.к. напряжение на каждом из них вдвое меньше чем на обоих. Если резисторы с одинаковыми сопротивлениями будут соединены параллельно то мощность на каждом из них будет вдвое меньше чем на обоих потому что ток каждого из них вдвое меньше чем обоих. Для этого сопротивления д.б. одинаковыми иначе на одном из резистором мощность будет больше чем на другом. Расчёт сопротивления проводился по амплитудному значению а мощности по действующему по тому что светодиод более быстродействующий чем резистор и даже при кратковременных больших напряжениях он может перегореть, резистор же более инерционен и его температура изменяется гораздо медленнее чем напряжение в сети.
Для расчёта элементов можно воспользоваться программой:

на резисторе| на конденсаторе| показать всё| скрыть всё

На резисторе

I=
U=В

R=
P=Вт

На конденсаторе

I=
F=Гц
U=В

C=
Xc=
Внешний вид светильника:

КАРТА БЛОГА (содержание)

8 комментариев:

  1. а как убрать мерцание в 50hz от сети?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Для этого можно конденсатор с резистором поставить последовательно с диодным мостом, на выходе моста поставить стабилитрон параллельно которому будет стоять конденсатор и последовательное соединение светодиода с резистором. Примерно так.

      Удалить
    2. если честно, то вопрос про китайскую светодиодную лампу :)
      с каким-то драйвером, который обеспечивает нормальную работу выключателя с димером, всё вроде бы ничего, но мерцание....
      в светильниках без димера лампы моргали при выключенном свете, там отлично решил конденсатор в параллель, но он совершенно не решает вопрос мерцания при включенном свете (видно на экране цифрового фотика, глазом не заметно, но по сравнению с лампами накаливания глаза устают быстро), может быть надо какой-то выпрямитель...?

      Удалить
    3. Если происходит питание светодиода то скорее всего (может и нет) в драйвере (или маловероятно в димере) есть выпрямление. Для уменьшения мерцания можно попытаться увеличить ёмкость конденсатора который "в параллель".

      Удалить
    4. так в тех, что на димере нет конденсатора, они не мерцают, когда выключены, но есть мерцание, когда включены.. это тоже может решить конденсатор? просто у меня их 8 штук на "одной кнопке", может быть поставить конденсатор на кнопке или надо обязательно на каждой лампе? и какую емкость лучше купить?
      видел китайские блоки питания для лед ламп.. вот и думал, что можно сколхозить что-нить подобное..

      Удалить
    5. Любые пульсации напряжения могут быть сглажены фильтром который может быть с конденсатором или дросселем или и с тем и с другим. Чаще всего используются конденсаторы т.к. они меньше по размерам. Суть сглаживания заключается в том что напряжение состоит из смеси постоянного и переменного и чем больше переменное по отношению к постоянному тем сильнее пульсации а конденсатор пропускает только переменное и чем больше его ёмкость тем лучше поэтому если поставить его в параллель тому на чём требуется сгладить пульсации то переменный ток пойдёт через конденсатор а постоянный пойдёт туда где он требуется. Если например постоянной составляющей нет (например из за отсутствия выпрямления) то конденсатор не поможет. Для сглаживания чем больше ёмкость конденсатора тем лучше.

      Удалить
    6. спасибо за подробный ответ :), как всегда :)
      значит мне надо найти место где-то после драйвера т.к. до него точно переменное..пичалька :) места в корпусе совсем мало, буду пробовать.
      а из-за чего драйвер может гудеть противно? (не все лампочки, но некоторые гудят)

      Удалить
    7. Гудеть много от чего может но причиной скорее всего являются пульсации напряжения, которые могут быть необходимыми для работы драйвера. Если гудят именно лампочки то возможно проблема в них или в том что пульсации сильные на них. Возможно что где то что то плохо приделано, болтается и поэтому гудит.

      Удалить