Низковольтное питание светодиодов

Как подключить светодиод, питание светодиода

Светодиод (LED(light-emitting diode)) как и любой диод может пропускать ток только в одном направлении, поэтому требуется соблюдать полярность его подключения. Ток через светодиод идет от анода(+) к катоду(-), если светодиод ранее нигде не использовался, анод имеет длинный вывод а катод — короткий. Перепутав полярность подключения, светодиод не выйдет из строя, а просто не будет светиться.

Нужно помнить, что важнейшей характеристикой светодиода является максимально допустимая сила тока, превысив которую светодиод выходит из строя. Чтобы защитить от превышения силы тока в цепь включается резистор. Как подобрать сопротивление(резистор) чтобы обеспечить правильное питание светодиода? В этом поможет Закон Ома: V = I * R, из которого следует что R = V / I.

СПРАВКА: Светодиоды работают не в точности согласно Закону Ома, их еще называют «не омические» приборы. Это означает что точно рассчитать величину силы тока, протекающего через светодиод по формуле V=IR нельзя. Однако, в наших целях, чтобы просто защитить светодиод от выхода из строя достаточно приблизительно вычислить величину сопротивленя, что позволяет сделать Закон Ома.

Для непосвященных: не нужно искать светодиоды на 12 Вольт или 9 Вольт, на большинстве указано 2-3,6 Вольта, — это их рабочее напряжение(оно также называется напряжением падения), которого мы добьемся установив резистор. Светодиод должен быть ярким, например вот эти я беру на али:

Напряжение(V) = 9Вольт, Сила тока(I) = 0,025Ампера(25 миллиАмпер), 9/0,025=360Ом Итак нам нужен резистор номиналом приблизительно 360Ом, чтобы держать силу тока, идущего через светодиод меньше максимально допустимой для выбранного светодиода.

Если ровно расчетного номинала найти не удается, то можно взять следующее значение. При увеличении или уменьшении номинала сопротивления в небольших пределах можно регулировать яркость свечения светодиода.

Также можем проверить какой мощности нужен резистор: P = U * I; P = 9 * 0,025 = 0,225 Ватта Поэтому резистор подойдет на 0,25 Вт

Описанный выше способ питания светодиода является самым простым и доступным, однако в некоторых случаях, как например подключение к бортовой сети автомобиля, возможно изменение яркости свечения в зависимости от оборотов двигателя. Такая нестабильная работа не лучшим образом скажется на долговечности службы светодиодов и на их яркости. Эффективно использовать светодиоды с источником нестабильного напряжения можно подключив их при помощи драйвера светодиода.

О драйверах

Драйвер светодиода — источник постоянного стабилизированного тока. Он преобразует энергию питающей сети (например — бытовой электросети 220V 50Hz) в низковольтное напряжение и производит стабилизацию тока. При этом LED-драйвер защищает светодиоды от колебаний напряжения питающей сети, обеспечивая оптимальный режим работы LED-системы и предотвращая выход светодиодов из строя.

Всего одна микросхема LM317(линейный регулятор тока) и один резистор потребуются чтобы собрать драйвер светодиода. Можно взять на али по 69р. за 10шт.:

Линейный регулятор тока LM317

Рассчитать номинал резистора можно по формуле: R = 1,25 / I, где R — номинал резистора (Ом); 1,25 — коэффициент; I — выходная сила тока. Например для светодиода с током 20 мА получим номинал сопротивления в 62 Ома.

О том как запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки

Зажечь светодиод от одной пальчиковой батарейки напряжением 1,5 Вольт можно при помощи простой схемы с минимумом деталей:

Такая схема по сути является простейшим светодиодным драйвером.

Необходимые детали:

• Трансформатор, который изготавливается на ферритовом кольце намоткой провода сечением 0,25 мм, сложенным вдвое, приблизительно 25 витков;
• Биполярный Н-канальный транзистор;
• Подстроечный резистор необходим для регулирования номинального рабочего тока преобразователя;
• Диод шотке с малым падением напряжения;
• Конденсатор.

Про светодиодные модули

Все большее распространение получают готовые светодиодные модули в герметичном корпусе. Такие модули используются для реализации подсветки в автомобильной технике, применяются в декоративной подсветке мебели, в рекламных вывесках. Их легко закреплять благодаря предусмотренным в корпусе отверстиям, и легко соединять между собой в цепи, благодаря наличию выводов.

Водонепроницаемый светодиодный модуль.

Такие модули подойдут для подсветки небольшого пространства, или декоративного украшения например автомобилей. Для полноценного освещения используются мощные светодиоды и светодиодные модули(светодиод или группа светодиодов как со встроенным драйвером, так и без него).

На али я покупаю вот эти -Светодиод 10 Ватт по 40р., светит как 75-ти Ваттная лампа накаливания

Для питания таких светодиодов от бытовой сети 220V потребуется блок питания, например вот такой:

Драйвер для 10-ти Ваттного светодиода.

О бытовых светодиодных лампах для освещения а также их сравнительная характеристика — это тема для отдельного освещения.

Источник: http://trudolyb.ru/elektrichestvo/27-pitanie-svetodioda

Правильное подключение светодиодов

На сегодняшний день существуют сотни разновидностей светодиодов, отличающихся внешним видом, цветом свечения и электрическими параметрами. Но всех их объединяет общий принцип действия, а значит, и схемы подключения к электрической цепи тоже базируются на общих принципах. Достаточно понять, как подключить один индикаторный светодиод, чтобы затем научиться составлять и рассчитывать любые схемы.

Распиновка светодиода

Прежде чем перейти к рассмотрению вопроса о правильном подключении светодиода, необходимо научиться определять его полярность. Чаще всего индикаторные светодиоды имеют два вывода: анод и катод. Гораздо реже в корпусе диаметром 5 мм встречаются экземпляры, имеющие 3 или 4 вывода для подключения. Но и с их распиновкой разобраться тоже несложно.

Всего существует 3 надёжных способа определения полярности: визуальный, с помощью мультиметра и путём подключения к источнику напряжения. Каждый из них по-своему уникален и интересен, в связи с чем данная тема вынесена в отдельную статью: «Где плюс, а где минус?»

SMD-светодиоды могут иметь 4 вывода (2 анода и 2 катода), что обусловлено технологией их производства. Третий и четвёртый выводы могут быть электрически незадействованными, но использоваться в качестве дополнительного теплоотвода.

Приведенное расположение выводов не является стандартом. Для вычисления полярности лучше сначала заглянуть в datasheet, а затем подтвердить увиденное мультиметром. Визуально определить полярность SMD-светодиода с двумя выводами можно по срезу.

Срез (ключ) в одном из углов корпуса всегда расположен ближе к катоду (минусу).

Простейшая схема подключения светодиода

Нет ничего проще, чем подключить светодиод к низковольтному источнику постоянного напряжения. Это может быть батарейка, аккумулятор или маломощный блок питания. Лучше, если напряжение будет не менее 5 В и не более 24 В. Такое подключение будет безопасным, а для его реализации понадобится лишь 1 дополнительный элемент – маломощный резистор. Его задача – ограничить ток, протекающий через p-n-переход на уровне не выше номинального значения. Для этого резистор всегда устанавливают последовательно с излучающим диодом.

Всегда соблюдайте полярность при подключении светодиода к источнику постоянного напряжения (тока).

Если из схемы исключить резистор, то ток в цепи будет ограничен только внутренним сопротивлением источника ЭДС, которое очень мало. Результатом такого подключения станет мгновенный выход из строя излучающего кристалла.

Расчёт ограничительного резистора

Взглянув на вольт-амперную характеристику светодиода, становится понятно: насколько важно не ошибиться при расчёте ограничительного резистора. Даже небольшой рост номинального тока приведёт к перегреву кристалла и, как следствие, к снижению рабочего ресурса. Выбор резистора производят по двум параметрам: сопротивлению и мощности. Сопротивление рассчитывают по формуле:

• U – напряжение питания, В;
• ULED – прямое падение напряжения на светодиоде (паспортное значение), В;
• I – номинальный ток (паспортное значение), А.

Полученный результат следует округлить до ближайшего номинала из ряда Е24 в большую сторону, а затем рассчитать мощность, которую должен будет рассеивать резистор:

R – сопротивление резистора, принятого к установке, Ом.

Более подробную информацию о расчётах с практическими примерами можно получить в статье о расчете резистора для светодиода.  А тот, кто не желает погружаться в нюансы, может быстро рассчитать параметры резистора с помощью онлайн-калькулятора.

Включение светодиодов от блока питания

Речь пойдёт о блоках питания (БП), работающих от сети переменного тока 220 В. Но даже они могут сильно отличаться друг от друга выходными параметрами. Это могут быть:

• источники переменного напряжения, внутри которых есть только понижающий трансформатор;
• нестабилизированные источники постоянного напряжения (ИПН);
• стабилизированные ИПН;
• стабилизированные источники постоянного тока (светодиодные драйверы).

Подключить светодиод можно к любому из них, дополнив схему нужными радиоэлементами. Чаще всего в качестве блока питания применяют стабилизированные ИПН на 5 В или 12 В. Данный тип БП подразумевает, что при возможных колебаниях напряжения сети, а также при изменении тока нагрузки в заданном диапазоне напряжение на выходе изменяться не будет. Это преимущество позволяет подключать к БП светодиоды, используя только резисторы.

И именно такой принцип подключения реализован в схемах с индикаторными светодиодами. Подключение мощных светодиодов и светодиодных матриц нужно производить через стабилизатор тока (драйвер). Несмотря на их более высокую стоимость, только так можно гарантировать стабильную яркость и продолжительную работу, а также исключить преждевременную замену дорогостоящего светоизлучающего элемента.

Такое подключение не требует наличия дополнительного резистора, а светодиод присоединяется непосредственно к выходу драйвера с соблюдением условия:

• Iдрайвера — ток драйвера по паспорту, А;
• ILED — номинальный ток светодиода, А.

При несоблюдении условия, подключенный светодиод перегорит от перегрузки по току.

В качестве источника питания можно использовать даже одну пальчиковую батарейку на 1,5 В. Но для этого придётся собрать небольшую электрическую схему, которая позволит повысить напряжение питания до нужного уровня. О том, как это сделать, можно узнать из статьи «Как подключить светодиод от батарейки на 1,5 В».

Последовательное подключение

Собрать рабочую схему на одном светодиоде – несложно. Другое дело, когда их несколько. Как правильно подключить 2, 3 … N светодиодов? Для этого нужно научиться рассчитывать более сложные схемы включения. Схема последовательного подключения представляет собой цепь из нескольких светодиодов, в которой катод первого светодиода соединен с анодом второго, катод второго с анодом третьего и так далее. Через все элементы схемы течёт ток одинаковой величины:

А падения напряжений суммируются:

Исходя из этого, можно сделать выводы:

• объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
• при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
• количество светодиодов ограничено напряжением БП.

Параллельное подключение

Если от БП с напряжением, например, 5 В, необходимо зажечь несколько светодиодов, то их придется соединить между собой параллельно. При этом последовательно с каждым светодиодом нужно поставить резистор. Формулы для расчёта токов и напряжений примут следующий вид:

Таким образом, сумма токов в каждой ветви не должна превышать максимально допустимый ток БП. При параллельном подключении однотипных светодиодов достаточно рассчитать параметры одного резистора, а остальные – будут такого же номинала.

Все правила последовательного и параллельного подключения, наглядные примеры, а также информацию о том, как нельзя включать светодиоды, можно найти в данной статье.

Смешанное включение

Разобравшись со схемами последовательного и параллельного подключения, пришло время комбинировать. Один из вариантов комбинированного подключения светодиодов показан на рисунке.

Кстати, именно так устроена каждая светодиодная лента.

Включение в сеть переменного тока

Подключать светодиоды от БП не всегда целесообразно. Особенно, если речь идёт о необходимости сделать подсветку выключателя или индикатор наличия напряжения в сетевом удлинителе. Для подобных целей достаточно будет собрать одну из простых схем подключения светодиода к сети 220 В.

Например, схема с токоограничительным резистором и выпрямительным диодом, защищающим светодиод от обратного напряжения.

Из-за большой мощности рассеивания (2–5 Вт), резистор часто заменяют неполярным конденсатором. Работая на переменном токе, он как бы «гасит» лишнее напряжение и почти не нагревается.

Подключение мигающих и многоцветных светодиодов

Внешне мигающие светодиоды ничем не отличаются от обычных аналогов и могут мигать одним, двумя или тремя цветами по заданному производителем алгоритму. Внутреннее отличие состоит в наличии под корпусом ещё одной подложки, на которой расположен интегральный генератор импульсов.

Номинальный рабочий ток, как правило, не превышает 20 мА, а падение напряжения может варьироваться от 3 до 14 В. Поэтому перед подключением мигающего светодиода нужно ознакомиться с его характеристиками.

Если их нет, то узнать параметры можно экспериментальным путём, подключившись к регулируемому БП на 5–15 В через резистор сопротивлением 51-100 Ом.

В корпусе многоцветного RGB-светодиода расположены 3 независимых кристалла зелёного, красного и синего цвета. Поэтому при расчёте номиналов резисторов нужно помнить, что каждому цвету свечения соответствует своё падение напряжения.

Ещё раз о трёх важных моментах

1. Прямой номинальный ток – главный параметр любого светодиода. Занижая его, мы теряем в яркости, а завышая – резко сокращаем срок службы. Поэтому лучшим источником питания является светодиодный драйвер, при подключении к которому через светодиод всегда будет протекать постоянный ток нужной величины.
2. Напряжение, приведенное в datasheet к светодиоду, не является определяющим и лишь указывает на то, сколько вольт упадёт на p-n-переходе при протекании номинального тока. Его значение необходимо знать для того, чтобы правильно вычислить сопротивление резистора, если светодиод будет работать от обычного БП.
3. Для подключения мощных светодиодов важно не только надёжное электропитание, но и качественная система охлаждения. Установка на радиатор светодиодов с мощностью потребления более 0,5 Вт станет залогом их стабильной и продолжительной работы.

Источник: https://ledjournal.info/shemy/podklyuchenie-svetodioda.html

Правильное питание – залог здоровья светодиодов

Светоизлучающему диоду, как и человеку, необходимо питаться правильно. Только в этом случае он гарантирует многолетнюю и безотказную работу. Светодиоды имеют нелинейную вольтамперную характеристику, схожую с обычным диодом. Поэтому их питание должно осуществляться стабильным током – это один из ключевых принципов. Если его не соблюдать, последствия для светодиодов могут быть самые плачевные.

Чтобы определить, какая схема питания будет оптимальной в том или ином случае, необходимо для начала узнать исходные данные:

• параметры светодиода, нормируемые производителем;
• параметры питающей сети (сеть 220 В, аккумулятор, батарейки или что-то другое).

Параметры светодиода

Самые важные параметры –  это номинальный и максимальный ток. При номинальном обычно нормируются световые характеристики – сила света в канделах или световой поток в люменах. Максимальный ток – это предельное значение, при котором можно эксплуатировать данный прибор. Значения этих параметров в современных однокристальных приборах варьируются от нескольких мА до 3 А.

Прямое падение напряжения – напряжение питания светодиодов, которое падает на p-n-переходе при номинальном токе. Его значение пригодиться при расчете выходных параметров источника питания.

Максимальная температура корпуса и p-n-перехода, максимальное обратное напряжение  — параметры тоже важные, но в случаях, когда соблюдаются токовые режимы и схема не предусматривает обратного включения, на них можно не обращать внимания.

Параметры питающей сети

При изготовлении любого устройства своими руками, необходимо определить параметры источника, который будет осуществлять питание светодиодов.

Сеть 220 В, автомобильный аккумулятор на напряжение 12 В или простые батарейки – в любом случае необходимо определить диапазон питающего напряжения, то есть минимальное и максимальное его значение. На сеть 220 В дается (но не всегда соблюдается) допуск ±10%.

Для аккумулятора берется в расчет напряжение при полной зарядке и в разряженном состоянии. С батарейками и так всё понятно.

В случае с автономными источниками питания важно также узнать их емкость и максимальный выходной ток.

Простейшая схема

Пусть стоит задача сделать своими руками примитивный светодиодный фонарик, питающийся от одной батарейки. Возьмем, к примеру, светодиод C503C (CREE) с номинальным током ILED=20 мА и падением напряжения ULED =3,2 В.

В качестве источника питания используем литиевую батарейку на 3,7В (если использовать пальчиковые батарейки, то одной не обойдешься).

Если включать светодиод напрямую, то сила тока через светодиод будет ограничиваться только внутренним сопротивлением батарейки, что в лучшем случае будет приводить к очень быстрому ее разряду, а в худшем к выходу из строя светодиода. Простейшая схема включения показана на рисунке ниже.

При увеличении мощности диода, схема будет усложняться, т.к. при больших токах применять резистор нецелесообразно – слишком большие потери мощности. Если напряжение питания имеет большой диапазон, эта схема тоже не годится, потому что не обеспечивает стабилизацию тока.

Развиваем тему

Питание мощных светодиодов осуществляется с применением стабилизаторов тока – драйверов. Они могут быть выполнены как на основе дискретных компонентов, так и с применением специализированных микросхем. Драйвер можно приобрести в готовом виде, а можно изготовить своими руками – это не сложно, учитывая, что схем и рекомендаций в интернете с избытком.

Еще один важный момент организации питания полупроводниковых источников света: при объединении светодиодов в группы, рекомендуется их последовательное соединение. Это обусловлено тем, что падение напряжения на p-n-переходе имеет определенный разброс от прибора к прибору, и при параллельном включении токи через них будут отличаться.

Питание светодиодов от 220 В сети , организуется с помощью так называемых сетевых драйверов. По сути, это импульсные источники питания для светодиодов, они преобразуют сетевое напряжение в стабильный постоянный ток. Изготавливать такой источник своими руками – довольно сложно, если вы не специалист в этой области, а учитывая широкую номенклатуру, представленную на современном рынке еще и нецелесообразно.

Источник: http://le-diod.ru/podklyuchenie-ustanovka/pitanie-svetodiodov/

Блок питания как «слабое звено» светодиодного светильника

• 3 февраля 2014 г. в 09:47
• 36586

При описании технических характеристик светодиодных светильников в рекламных материалах обычно особый упор делается на типы используемых в них светодиодов. Тем не менее, надежность современных светильников  определяется уже не только и не столько светодиодами, сколько блоком питания. Но некоторые важные параметры данного узла не сообщаются производителями даже по запросу. Поэтому задача выбора осветительных приборов с качественными блоками питания является весьма сложной, тем не менее, она решаема.

Причины, по которым производители при продвижении светильников на рынок делают упор именно на параметры светодиодов, имеют исторические корни. Предыдущие источники света имели срок службы, значительно меньший, чем у пускорегулирующей аппаратуры (ПРА). В итоге сложилось представление, что источник света — наименее долгоживущая часть устройства.

Светодиоды отличаются прежде всего большим сроком службы — в среднем около 50000 часов. Если светильник работает по 10 часов в сутки, то его срок службы, обусловленный параметрами светодиодов, составит более 13,5 лет. Этот промежуток времени уже сопоставим со сроком службы других узлов светильника или даже превышает его.

Особенности терминологии

Проблема выбора начинается с весьма запутанной терминологии.

Блоком питания (БП) принято называть источник питания для радиоэлектронной аппаратуры, преобразующий электрическую энергию от сети для согласования ее параметров с входными параметрами отдельных узлов аппаратуры.

Подавляющее большинство светодиодов питаются от постоянного тока и имеют напряжение питания менее 4 В. Если соединить светодиоды последовательно, то такая цепочка будет иметь большее напряжение питания. По ряду причин соединение светодиодов в цепочки длиной более 15 штук практикуется очень редко.

То есть напряжение питания массива светодиодов в осветительном приборе обычно не превышает 60 В. В то же время, сети электропитания, в зависимости от страны, дают напряжение 100 – 240 В переменного тока.

Для согласования параметров питания светодиодов и параметров сети электропитания обязательно требуется блок питания.

Следует отметить, что термин «блок питания» является устоявшимся понятием, широко используемым в инженерной практике. Тем не менее, он не закреплен официально ГОСТ Р 52907-2008, в котором присутствует только определение источника питания. В прежнем варианте ГОСТ официально также было закреплено понятие «вторичный источник питания», которое в ГОСТ Р 52907-2008 отсутствует. Использование термина «блок питания» позволяет дистанцироваться от автономных источников питания, т.е. гальванических элементов и аккумуляторов.

\Кроме этого, для обозначения БП часто жаргонно используется термин «драйвер». На самом деле, драйвер — это устройство, которое стабилизирует ток, питающий светодиоды. Также некоторые драйверы способны регулировать световой поток у светодиодов, т.е. диммировать их.

Тем не менее, на некоторых БП можно встретить слово driver, означающее в данном контексте стабилизацию выходного тока.

Диммируемый БП Helvar со стабилизацией выходного тока

В светотехнике устройства, осуществляющие согласование параметров питания источников света и электросети, исторически назывались балластами или ПРА. Специалисты по светотехнике при переходе на светодиоды не стали отказываться от привычного для них терминов и стали использовать их применительно к БП для светодиодов.

Еще одним термином, которым не всегда правильно обозначают блоки питания в светодиодных светильниках, является «электронный трансформатор». Данное устройство, на самом деле, только преобразует напряжение в более низкое и повышает частоту переменного тока с 50 (или 60, в зависимости от стандарта электросети, принятого в стране) до нескольких единиц или десятков килогерц. Питание светодиодов напрямую от электронного трансформатора применяется только в гирляндах и другой аналогичной декоративной светотехнической продукции.

Терминология для светодиодных светильников в части устройств электропитания пока не закреплена ГОСТ, в проектах стандартов используется термин «электронное управляющее устройство».

Справедливости ради следует заметить, что путаница с терминологией распространена и за рубежом. Термин power supply unit (блок питания) или просто power supply (источник питания) в светотехнике используется крайне редко. В рекламных материалах часто встречается обозначение блока питания как driver (драйвер), а вообще, широко распространено использование обозначение БП в светодиодных светильниках как ballast (балласт).

Классификация БП

По месту размещения БП делятся на внутренние (размещаются внутри корпуса светильника) и внешние (размещаются вне корпуса). При этом внешние БП могут идти в комплекте со светильником или приобретаться отдельно.

По своей конструкции БП можно разделить на две большие категории — изолированные и неизолированные. Особенностью изолированного БП является то, что его выход не имеет гальванической связи с входом. Благодаря этому достигается более высокий уровень электрической безопасности устройства.

Электрический потенциал на выходе исправного БП изолированного типа ни при каких условиях не достигнет опасной величины. В принципе, БП изолированного типа — это и есть та самая классическая конструкция БП на основе трансформатора, используемая на протяжении многих десятилетий.

Изолированные БП стоят относительно дорого, но они хорошо справляются с бросками напряжения и импульсными помехами, которые есть в российских электрических сетях.

Пример принципиальной схемы изолированного БП. Источник: «Макро групп»

Неизолированные БП имеют гальваническую связь с выходом. Поэтому, хотя разница потенциалов между линиями на выходе такого БП представляет собой безопасную величину, не превышающую для светодиодных светильников значение 60 В постоянного тока, тем не менее, потенциал между одной из линий на выходе и землей может быть сопоставим с сетевым напряжением, т.е. принимать опасное значение.

Преимуществами неизолированных БП являются компактность, низкая цена и немного больший КПД, чем у неизолированных БП. Поэтому неизолированные БП так любят производители очень дешевых светильников — помимо низкой стоимости БП, более высокий КПД позволяет использовать светодиоды с меньшей светоотдачей. Неизолированные БП также широко применяются в светодиодных лампах-ретрофитах, но здесь в ряде случаев без них обойтись нельзя из-за малых размеров.

По причине низкой электробезопасности, неизолированные БП могут быть только внутренними. Недостатком неизолированных БП является проникновение на выход мощных импульсных помех, которые «гуляют» по сети. К тому же, при установке выключателя в разрыв нулевого провода (что бывает, когда светодиодные светильники устанавливают взамен существовавшего ранее освещения) светодиоды в светильнике, оснащенном таким БП, слабо светятся в выключенном состоянии.

Все это приводит к преждевременному выходу светодиодов из строя.

Пример принципиальной схемы неизолированного БП типа PFC. Источник: «Макро групп»

Усовершенствованные неизолированные БП нередко жаргонно называют PFC от слов Power Factor Correction — корректировка коэффициента мощности. Они обладают большим значением коэффициента мощности по сравнению с обычными неизолированными БП — около 0,9 против 0,6. В таких БП частично решены проблемы, вызывающие преждевременный выход светодиодов из строя. Тем не менее, все равно, они проигрывают изолированным БП по части устойчивости к броскам напряжения.

Почему «слабое звено»?

Электронные компоненты БП работают под напряжением до 242 В переменного тока. При авариях на сетях электропитания напряжение может кратковременно возрастать до 456 В переменного тока. Удары молнии, коммутация мощного электрооборудования и некоторые другие факторы приводят к возникновению импульсных помех с амплитудой до 4000 В. Поэтому к качеству электронных компонентов БП предъявляются особые требования.

Срок службы светодиодов зависит от того, сколько времени они светили. В отличие от этого, срок службы БП связан не только со временем работы, но и со временем хранения. То есть, если вы не включали светильник, а только его хранили на складе, то через некоторое время его БП все равно выйдет из строя.

Это связано с особенностями электролитических конденсаторов, используемых в БП — они постепенно деградируют из-за испарения электролита. В среднем электролитический конденсатор можно использовать на протяжении не более 10 лет с момента выпуска. В неправильно спроектированном БП электролитический конденсатор перегревается, что сокращает его срок службы.

В некоторых современных дорогостоящих БП проблема решена полной заменой электролитических конденсаторов на керамические, которые являются практически «вечными» электронными компонентами.

Читаем между строк

Производители светодиодных светильников практически всегда публикуют информацию об используемых светодиодах, но редко когда раскрывают данные о БП. Тем не менее, можно составить свое представление о том, качественный или нет блок питания, по параметрам светильников, которые производитель открыто публикует.

В первую очередь, это коэффициент мощности λ (иногда его обозначают как cos φ, что для светодиодных светильников не совсем правильно). Чем больше этот параметр, тем лучше. Для качественного блока питания он должен быть не менее 0,85. Упрощенные БП, имеющие низкую надежность, обычно выдают себя низким значением λ.

 БП от ведущих производителей характерно высокое значение коэффициента мощности, примером тому является данное устройство от Osram

Производители светильников, конечно, знают, что именно БП, а не светодиоды, ограничивает срок службы осветительного прибора. Поэтому, хотя и указывают «срок службы светодиодов 50000 ч», тем не менее, гарантийный срок устанавливают, исходя из цифр по всему светильнику.

Обратите внимание, что этот показатель очень близок к сроку службы типичного БП средней ценовой категории — 30000 ч.

Но, самое главное — где расположен блок питания и как он выглядит. Если он внешний и подключается к светильнику через разъем, то однозначно является изолированным (на прямое нарушение правил электробезопасности производители обычно не идут). В том случае, если БП внутренний, но выполнен в виде отдельного унифицированного  модуля от одного из ведущих производителей БП, то, скорее всего, тоже изолированный. Неизолированные БП обычно выполнены как неотъемлемая часть конструкции светильника.

Производители БП

Теоретически оптимальным выбором является БП, специально разработанный для определенной модели светильника. На практике это могут удачно реализовать либо компании, имеющие, помимо светотехнического, еще и мощный бизнес по производству электронных устройств (LG, Philips), либо светотехнические компании, чьи БП хорошо зарекомендовали себя на рынке (Osram).

В остальных случаях предпочтительным вариантом является использование в светильнике БП от ведущих фирм, специализирующихся на данном виде продукции (Meanwell, Helvar, Vossloh-Schwabe и некоторые другие). Использование унифицированного БП легко заменяемой конструкции важно еще и для возможного ремонта светильника, так как БП обычно выходит из строя быстрее, чем светодиоды.

Внешние блоки питания, не входящие в комплект поставки

На рынке встречаются светодиодные светильники, имеющие низкое напряжение питания (обычно 12 или 24 В). Они предназначены для питания от источника со стабилизированным выходным напряжением или от электронного трансформатора.

Нередко БП в комплект поставки таких светильников не входит, что позволяет сэкономить средства, установив один БП на несколько светильников.  Если светильник допускает питание как от переменного, так и от постоянного тока, то лучше использовать постоянный ток, т.е.

устанавливать БП, а не электронный трансформатор.

Выбирая внешний БП, следует иметь в виду, что максимальный КПД достигается в том случае, если нагрузка равна приблизительно 80% от номинального значения.

Соответственно, умножив мощность подключенных к БП светильников на коэффициент 1,25, мы получим оптимальное значение номинальной мощности БП. Иногда мощность БП выбирают «на вырост» с учетом, что к нему позже дополнительно подключат светильники.

Тогда суммарная мощность светильников «первой очереди» подключения должна быть в 1,2 раза больше минимальной мощности нагрузки БП, иначе будет срабатывать защита от холостого хода.

Применение внешнего блока питания, не входящего в комплект поставки, дает возможность повысить надежность системы, так как в светильники встроены только драйверы. Электронные компоненты в них работают при низких напряжениях, так что их качество не так критично. А модель БП пользователь выбирает самостоятельно, исходя из своих потребностей, и может запросить на него всю необходимую информацию у поставщика.

Алексей Васильев

Источник: https://www.elec.ru/articles/blok-pitaniya-kak-slaboe-zveno-svetodiodnogo-sveti/

питание силовых светодиодов

Сейчас получили распространение разнообразные осветительные устройства, построенные на основе светодиодов. Действительно, светодиод обладает высоким КПД в смысле высокой светоотдачи при небольшом расходе энергии.

Однако подключение светодиода к источнику питания сопряжено с некоторыми сложностями. Причина этому в том, что светодиод хорошо работает при строго определенном напряжении питания. Увеличение напряжения на несколько процентов приводит к росту тока в разы, нагреву и выгоранию светодиода.

При пониженном напряжении светодиод просто не вырабатывает достаточно света.

Дешевые светодиодные фонари содержат батарейку и несколько светодиодов, соединенных так, чтобы их рабочее напряжение соответствовало напряжению батареи. Но по мере разряда батареи напряжение несколько снижается, и фонарик перестает работать. Такие фонари расходуют батарею на менее чем 30% ее реальной емкости, что сводит на нет энергоэкономию светодиода.

В других устройствах используется резистор последовательно со светодиодами. Так светодиоды работают получше, но на резисторе выделяется дополнительная мощность, соизмеримая с мощностью светодиодов. Кроме того, чем больше сопротивление резистора, тем лучше работают светодиоды, но тем больше потери.

Идеально питать светодиод от источника тока. Источник тока должен отдавать в нагрузку (цепочку светодиодов) заданный ток, вне зависимости от напряжения источника питания.

Кстати, у светодиодов довольно большой разброс рабочих напряжений, так что включать светодиоды параллельно не рекомендуется. При параллельном включении нормально будет работать только один светодиод, остальные будут светить с сильно меньшей интенсивностью.

Источник непрерывного действия питания для светодиодов

Приведенная схема позволяет изготовить небольшой светильник в автомобиль. Она питается напряжением 12.5 — 18 вольт, отдает в нагрузку (на светодиоды) стабильно 30 мА.

Микросхема D1 — интегральный последовательный стабилизатор напряжения на 3 вольта с низким падением напряжения. КР1158ЕН3.

Резистор R1 — 100 Ом.

Конденсатор C1 — 0.1 мкФ в соответствии с рекомендациями производителя микросхемы.

Светодиоды — три штуки 3 В, 30 мА, соединенные последовательно. 

Простой импульсный источник питания для светодиода

Если есть необходимость питать несколько светодиодов от низковольтного источника и серьезные требования по энергоэффективности, то лучше применять импульсную схему.

Приведенная схема используется мной для питания трех светодиодов по три вольта 30 мА от батарейки Крона. Получился простой и безопасный аналог керосиновой лампы. Устройство не коптит и не опасно с точки зрения пожара, а светит, на мой не подкованный взгляд ничуть не хуже.

Сила тока, формируемого схемой зависит от напряжения, но с учетом того, что в процессе разряда напряжение на батарейке меняется на 10 — 15%, яркость тоже меняется на 10 — 15%, что я считаю приемлемым.

Схема разработана на основе блокинг генератора. Пожалуйста, ознакомьтесь с принципом его работы.

Резистор R2 — 150 Ом, Конденсатор C1 — 1 мкФ не полярный

Резистор R1 — 1 кОм

R1, R2, C1 необходимо подбирать для получения нужной частоты и длительности импульсов. У меня импульсы следуют с частотой 3 кГц. Длительность импульсов 100 мкс. На такой режим работы рассчитана катушка индуктивности.

Подбором резистора R1 добиваемся нужного тока через светодиоды.

Диод VD1 — маломощный детекторный, например, КД510

Диод VD2 — HER208. Можно использовать более низковольтные, рассчитанные на ток до 100 мА.

Конденсатор C2 — электролитический 1000 мкФ 16 вольт.

Трансформатор — намотан на сердечнике Ш10х10 из феррита M2000HM с зазором 0.05. Обмотка 1 — содержит 30 витков провода 0.1 мм (можно и тоньше). Обмотка 2 — 30 витков провода 0.25 мм.

Транзисторы VT1, VT2 — КТ503 с любыми буквенными индексами.

Стабилитрон VD3 — 22 вольта 1 Вт

Наладка устройства производится следующим образом. Сначала вместо светодиодов подключается резистор на 300 Ом. На нем должно сформироваться напряжение 9 вольт. Добиваемся этого подбором резистора R1. Теперь можно включать светодиоды.

Источник тока реализован по классической обратноходовой схеме. Когда транзистор открыт в катушке индуктивности накапливается энергия. Накопленная энергия пропорциональна напряжению, приложенному к катушке.

Когда транзистор закрывается, напряжение на катушке меняет знак, и накопленная энергия заряжает конденсатор C2. От конденсатора питаются светодиоды. Энергия, рассеиваемая светодиодами, пропорциональна току через них.

Таким образом, в равновесном состоянии ток через светодиоды линейно зависит от напряжения питания, что нам и надо.

Очень часто в походе, на рыбалке или охоте нужен фонарик. Но не всегда под рукой есть аккумулятор или батарейки 3В. Данная схема может запустить светодиод на полную мощность от почти разряженной батарейки. Немного о схеме. Детали: транзистор можно использовать любой (n-p-n или p-n-p) в моей схеме КТ315Г.Резистор нужно подбирать, но об этом потом.Кольцо ферритовое не очень большое.И диод высокочастотный с низким падением напряжения.

Итак, убирался я в ящике в столе и нашел старый фонарик с лампочкой накаливания, конечно же, сгоревшей, а недавно видел схему этого генератора. И решил я спаять схему и засунуть в фонарик.Ну-с приступим: Для начала соберем полезные самоделки по этой схеме. Берем ферритовое кольцо (я вытащил из балласта люминесцентной лампы) И мотаем 10 витков проводом 0,5-0,3мм (можно и тоньше, но не удобно будет). Намотали, делаем петельку, ну или отвод, и мотаем еще 10 витков.

Ну ладно, теперь ближе к делу))Разбираем фонарик Вырезаем из одностороннего тонкого стеклотекстолита кружок под размер трубки фонарика. Теперь идем и ищем детали нужных номиналов размером несколько миллиметров. Транзистор КТ315 Теперь размечаем плату и разрезаем фольгу канцелярским ножом. Лудим плату Исправляем косяки, если таковы имеются. Теперь чтобы паять плату нам нужно специальное жало, если нет — не беда. Берем проволоку 1-1,5мм толщиной. Тщательно зачищаем.

Теперь наматываем на имеющийся паяльник. Конец проволоки можно заострить и залудить. Ну-с приступим припаивать детали. Можно воспользоваться лупой. Ну, вроде все припаяли, кроме конденсатора, светодиода и трансформатора.Теперь тест-запуск. Все эти детали (не припаивая) прицепляем на «сопли» Ура!! Получилось. Теперь можно не опасаясь все детали припаивать нормально Мне вдруг стало интересно, какое же напряжение на выходе, я измерил 3,7В нормально для светодиода большой мощности.

Самое главное припаять светодиод)) Вставляем в наш фонарик, когда я вставлял, я отпаял светодиод — он мешался. И так, вставили, убедились, что все пролазит свободно. Теперь вытаскиваем плату и покрываем края лаком. Чтобы замыкания не было, ведь корпус у фонарика это минус. Теперь припаиваем обратно светодиод и проверяем еще раз. Проверили, все работает!!!Теперь все это аккуратно вставляем в фонарик и включаем.

Такой фонарик можно запустить даже от разряженной батарейка, а если вообще нет батареек (например, в лесу на охоте). Есть много разных способов получить маленькое напряжение (в картошку вставить 2 проволочки из разных металлов) и запустить светодиод. Желаю удачи!!!

Источник: http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/404-svetodiodnyj_fonar_ot_1_5_v_i_nizhe.html

Очень часто в походе, на рыбалке или охоте нужен фонарик. Но не всегда под рукой есть аккумулятор или батарейки 3В. Данная схема может запустить светодиод на полную мощность от почти разряженной батарейки. Немного о схеме. Детали: транзистор можно использовать любой (n-p-n или p-n-p) в моей схеме КТ315Г.Резистор нужно подбирать, но об этом потом.Кольцо ферритовое не очень большое.И диод высокочастотный с низким падением напряжения.

Итак, убирался я в ящике в столе и нашел старый фонарик с лампочкой накаливания, конечно же, сгоревшей, а недавно видел схему этого генератора. И решил я спаять схему и засунуть в фонарик.Ну-с приступим: Для начала соберем полезные самоделки по этой схеме. Берем ферритовое кольцо (я вытащил из балласта люминесцентной лампы) И мотаем 10 витков проводом 0,5-0,3мм (можно и тоньше, но не удобно будет). Намотали, делаем петельку, ну или отвод, и мотаем еще 10 витков.

Ну ладно, теперь ближе к делу))Разбираем фонарик Вырезаем из одностороннего тонкого стеклотекстолита кружок под размер трубки фонарика. Теперь идем и ищем детали нужных номиналов размером несколько миллиметров. Транзистор КТ315 Теперь размечаем плату и разрезаем фольгу канцелярским ножом. Лудим плату Исправляем косяки, если таковы имеются. Теперь чтобы паять плату нам нужно специальное жало, если нет — не беда. Берем проволоку 1-1,5мм толщиной. Тщательно зачищаем.

Теперь наматываем на имеющийся паяльник. Конец проволоки можно заострить и залудить. Ну-с приступим припаивать детали. Можно воспользоваться лупой. Ну, вроде все припаяли, кроме конденсатора, светодиода и трансформатора.Теперь тест-запуск. Все эти детали (не припаивая) прицепляем на «сопли» Ура!! Получилось. Теперь можно не опасаясь все детали припаивать нормально Мне вдруг стало интересно, какое же напряжение на выходе, я измерил 3,7В нормально для светодиода большой мощности.

Самое главное припаять светодиод)) Вставляем в наш фонарик, когда я вставлял, я отпаял светодиод — он мешался. И так, вставили, убедились, что все пролазит свободно. Теперь вытаскиваем плату и покрываем края лаком. Чтобы замыкания не было, ведь корпус у фонарика это минус. Теперь припаиваем обратно светодиод и проверяем еще раз. Проверили, все работает!!!Теперь все это аккуратно вставляем в фонарик и включаем.

Такой фонарик можно запустить даже от разряженной батарейка, а если вообще нет батареек (например, в лесу на охоте). Есть много разных способов получить маленькое напряжение (в картошку вставить 2 проволочки из разных металлов) и запустить светодиод. Желаю удачи!!!

Источник: http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/404-svetodiodnyj_fonar_ot_1_5_v_i_nizhe.html

Самоделкин — Сделай сам, своими руками.

Источник: https://samodelkyn.3dn.ru/news/pitanie_silovykh_svetodiodov/2013-07-09-71