Уважаемые посетители! Форум CQHAM.RU существует исключительно за счет показа рекламы. Мы будем благодарны, если Вы не будете блокировать рекламу на нашем Форуме. Просим внести cqham.ru в список исключений для Вашего блокировщика рекламы.
RSS лента

Схемы

Светодиодные лампы.

Рейтинг: 5.00. Голосов: 2.
Несколько лет назад я потратил немало времени, частично и денег, чтобы изучить модные лампы, так называемые энергосберегающие, по сути те же самые, старые добрые люминесцентные лампы, отличием которых являлось два признака. Трубку сделали маленькой , тонкой и свернули её в «бараний рог». А вместо обычного балластного дросселя стали применять электронный балласт. Что удивительно, в этой истории консерватизм мышления проявил себя в очередной раз.
В обычных люминесцентных лампах в виде трубок для поджига используются нити накаливания, которые зачастую являются причиной выхода из строя целой лампы.
Когда используется электронная схема поджига, то разумно было бы отказаться от такого способа зажигания и запускать лампу также, как это сделано в осветительных лампах типа ДРЛ. В лампах типа ДРЛ нет нити накаливания, и срок службы у них очень большой. Конечно, там и баллон выполнен из кварцевого стекла и электроды довольно массивные.
Можно поджигать высоким напряжением, высокой частотой. Изобретательные инженеры
могут придумать и другие, оригинальные способы поджига.
В «энергосберегающих» лампах оставили две нити накаливания, что обусловило короткий срок службы, емкости после выпрямителя ставили недостаточные, что давало заметное мерцание, проявлялось в стробоскопическом эффекте при фотосъемке или наличия быстровращающихся деталей, частей механизмов.
Первоначально закупил столько ламп разной мощности, сколько надо было для всей квартиры. За полгода примерно половина «энергосберегаек» вышла из строя. Вместо экономии получился чистый убыток, даже с учетом того, что часть ламп была восстановлена и еще прослужила несколько лет.
Теперь же мне принесли небольшой мешок светодиодных ламп. Естественно, неисправных.
Первые попытки вскрытия показали намеки на хорошее качество ламп – рассеивающие колпаки были стеклянные, при попытки снять их стекло лопалось и трескалось.
Также общий вес лампы был весьма ощутимый. Удалось отделить только один колпак целым, несколько штук растрескались. Впоследствии, чтобы оставить колпаки целями применил машинку для гравировки и режущий диск. Диском отрезал пластмассу ниже уровня колпака и снимал стеклянный колпак вместе остатками пластмассового корпуса.

Внутри нашлось много металла, диоды располагались на алюминиевой пластине, которая через термопасту прижималась двумя винтами к массивной алюминиевой втулке, армированной пластиком. Под пластиной с диодами размещалась плата блока питания.
Блок питания соединялся с цоколем проводом и резистором 10 ом. Чтобы достать плату выпрямителя нужно разломать цоколь лампы, ту часть, которая с резьбой.
Сама схема представляет собой обычный импульсный блок питания на специализированной микросхеме. Емкость электролита после диодного моста – 3,3 мкФ. Емкость на выходе выпрямителя 15 мкфх100в.

На большинстве плат неисправными оказывалось по одному диоду. Всего диодов было по 12 штук на плате. Две лампы были с неисправными блоками питания.
Первое, что попробовал сделать, закорачивал неисправный диод. Лампа начинала светить, как новая.
Затем решил, все-таки, облегчить жизнь диодам и всей схеме, вместо перемычки начал ставить сопротивления с номиналами от 10 ом до 27 ом.
При проверке ламп обнаружил, что происходит сильный нагрев всей лампы, от цоколя до стеклянного баллона. Нагрев наблюдался с полым набором диодов !
После этого подключал лампы через ЛАТР. Выяснилась интересная особенность. При напряжении 100в – 120в лампа переходит в режим стробоскопа, или маяка. При 130 вольтах стабильно загорается, после 150 вольт яркость свечения не изменяется до уровня 230 вольт. Выше напряжение подавать не стал, поскольку на нескольких лампах стояли перемычки.
Получается, что для того, чтобы лампы служила долго, напряжение питания должно находится в пределах 150 в. При таком напряжении нагрев элементов схемы будет минимальный.
Дальнейшее улучшение охлаждения возможно за счет изъятия колпака-светорассеивателя.
Такая лампа поставлена у меня в туалете. Поскольку обои, шкафчик и потолок белые, то свет рассеивается очень хорошо и отсутствие колпака незаметно. Ну и положение лампы под самым потолком также позволяет отказаться от колпака.

В ванной также была поставлена лампа без колпака с сопротивлением 27 ом вместо сгоревшего диода. Именно в ванной комнате лампа после ремонта вышла из строя самой первой. Скорее всего это связано с тем, свет в ванной часто включается-выключается в течение всего дня.
Обнаружил некоторую неприятность в освещении. В кладовке, где инструменты, провода, шнуры, детали и всякая всячина, часто приходится заниматься поисками нужного провода, инструмента и т.д. Со светодиодной лампой со стороны кажется, что света в кладовке много. А когда внутри начинаешь искать или что-то рассматривать, то оказывается, что на самом деле ПЛОХО ВИДНО. В связи с этим вспомнилась фраза из интернета:

  • эти лампы светят, но не освещают !.


Пока эта светодиодная остается в кладовке, по идее, она должна скоро перегореть, но в будущем поставлю добрую лампу накаливания на 100 Вт и получу качественное освещение.
Собственно, там всегда стояли лампы накаливания, даже когда всю квартиру переводил на люминесцентные.


Подводя итоги можно сказать следующее.
Для увеличения срока службы светодиодных ламп их надо запитывать напряжением 150 вольт, рассеивающие колпаки, особенно, если они пластмассовые, по возможности, удалять.
Самыми лучшими лампами для дома и рабочих помещений остаются лампы накаливания мощностью 100 Вт.
Для увеличения срока службы ламп накаливания можно применять разные способы, начиная от простых (сопротивления небольшого номинала и конденсаторы) и заканчивая микроконтроллерами плавной подачи напряжения. Не забывая мыть руки и стеклянные баллоны перед вкручиванием новой лампы в патрон


p.s. Нам нечаянно подарили люстру для прихожей. Там три лампы по 60 Вт. Пришлось вмонтировать в коробку выключателя два сопротивления ПЭВ-25 с общим номиналом 16 ом.
Греются они хорошо, но и лампы в люстре не перегорают. В других местах дополнительные сопротивления вмонтированы в плафоны, в соединительные провода, в потолочные колпаки которые всегда есть у потолочных светильников. В «предбаннике» на лампе накаливания 100 Вт стоит последовательно конденсатор 4 мкФ. Свет тусклый, параллельно конденсатору выключатель. При закорачивании конденсаторы лампа загорается в полную мощность.
В таком режиме (постоянно включена) свет горит несколько лет. Лампа остается работоспособной.


Вот и всё.

Обновлено 08.12.2018 в 02:15 kvn (Добавление фотографий.)

Метки: освещение
Категории
Мысли вслух.

Комментарии

  1. Аватар для kvn
    При просмотре роликов про светодиодные лампы на ютубе и других материалов, у меня сложилось впечатление, что цоколь лампы несъемный. Первую лампу разбирал путем разламывания цоколя.
    Потом, натурально, ночью, пришла идея, как можно снять цоколь без разрушения.
    Цоколь впрессован в пластмассовый корпус посредством вдавливания его в 12 точках.
    Точки представляют собой небольшие лунки. Их нужно рассверлить тонким сверлом, диаметром около 1мм. После этого металлический цоколь легко скручивается. Предварительно нужно снять центральный контакт и освободить провод от блока питания.
    Таким способом лампа разбирается полностью без разрушения её частей.
    После сборки имеет смысл зафиксировать цоколь на корпусе отрезками проволоки или микрошурпами, микровинтами.
    После полной разборки на составные детали:




    Обновлено 15.12.2018 в 16:33 kvn
  2. Аватар для kvn
    Сегодня чуть не сломал себе голову.
    На плате блока питания светодиодов стоит микросхема BP2832. Решил познакомиться с ней поближе, нашел техническую документацию. Когда начал сравнивать схемы из документации со схемой на плате, пришел в большое удивление. Цоколевка ножек не совпадала. Тогда выпаял микросхему, чтобы уверенно проследить дорожки на печатной плате.
    Всё было то же самое. 4 ножка, на которую должно было подаваться питание, висела в воздухе. 6 и 7 ножки также были свободными.
    Однако схема работала.
    Поисковые системы выдавали данные только на BP2832A. На тип BP2832 ни Гугл ни Яндекс информации не имели.
    Тогда через картинки каким-то чудом нашел англоязычный сайт, точнее блог, где автор делится своим опытом улучшения схемы питания светодиодов. Там же приводит ссылку на техн. документацию на микросхему BP2832.
    Собственную схему автор нарисовал такой:

    А эту схему я срисовал с платы блока питания светодиодной лампы:


    3 ножка обозначается как VCC, на неё подается питание через сопротивление 1,5 мом (750 ком+750ком). На этом выводе должно быть напряжение +17 вольт.
    R5 и R6 определяют ток в нагрузке. Увеличение номинала приводит к уменьшению тока через светодиоды. Китайский авометр показал суммарное сопротивление на моей плате 1,4 ома.
    В одной из статей рекомендуется увеличивать сопротивление до 1,8 ом - 2,0 ом.
    Теоретически эти элементы можно использовать для плавной регулировки яркости светильника, правда придется искать переменное сопротивление на номинал 2-4 ома. Даже и не знаю, есть ли такие в природе. Можно, конечно, изготовить самому реостат на несколько ом.
    ===
    "Закопавшись" со светодиодными лампами, появилась мысль построить небольшой макет на куске фанеры. На макете вытянуть вдоль все узлы лампы таким образом, чтобы был удобный доступ к любой части светодиодной лампы. Тогда можно делать различные измерения, подбирать элементы схемы, производить различные эксперименты.
    Обновлено 13.12.2018 в 23:00 kvn
  3. Аватар для kvn
    Для более детального изучения работы схемы и микросхемы BP2832 собран макет.





    После диодного моста добавлен электролит 100мкф 450 в, параллельно светодиодам поставлен конденсатор 220 мкф 200 вольт. Вообще-то схема питается через Латр. При подаче ровно 220 вольт на конденсаторе после диодного моста 270 вольт. Такое низкое напряжение получается из-за того, что на входе поставлен ограничительный резистор 22 Ома.
    В дальнейшем, вместо сопротивления R5 планируется поставить переменное сопротивление на 10 ом, и посмотреть, какие пределы регулирования выходного тока можно получить. Поскольку интересует уменьшение тока, то последовательно с переменным сопротивлением будет одно постоянное сопротивление на 1,5 ома. Сопротивление, которое я нашел, проволочное, поэтому возможен кратковременный разрыв контакта при регулировке, для предотвращения нежелательных эффектов сопротивление R6 на плате останется, как есть.
    Обновлено 15.12.2018 в 16:57 kvn
  4. Аватар для kvn
    Для более детального изучения схем макет был дополнен двумя деталями. Стабилитрон нужен, чтобы измерять ток через светодиоды без разрыва электрической цепи. Подстрочное сопротивление служит для регулировки тока через диоды. Большое зеленое сопротивление от старого телевизора, номинал 100 ом мощность 5 вт.
    Сделано небольшое открытие. При подаче напряжения и отключенной нагрузке сгорает токоограничивающее сопротивление, стоящее перед диодным мостом. В данном случае стояло сопротивление 22 ома 1-2 ватта. На некоторых платах это сопротивление обозначается как предохранитель и обычно имеет номинал 10 ом. В моем случае оно на самом деле выполнило роль предохранителя. Поскольку само сопротивление на макете играет роль крепления платы, оно было оставлено и к его выводам подпаян более мощный резистор. То, что номинал был взят несколько больший - 100 ом на работе схемы никак не отразилось.
    Привожу некоторые цифры.
    Напряжение сети: 214 вольт
    Напряжение на диодах: 40 вольт
    Ток через диоды: 118 ма и увеличивается.
    =
    Регулировкой ток уменьшен до 60 ма, дальнейшее уменьшение тока переводит режим работы микросхемы в стробоском, частота может меняться в небольших пределах. При этом сетевое напряжение было 220 вольт. То есть, минимальный ток для устойчивой работы схемы должен быть не меньше 65 ма. Что очень важно, при токе 60 ма нагрев светодиодов практически незаметен. Конечно, радиатор играет свою роль, но когда схема работала в исходном режиме, то есть ток был 110 ма и , возможно, увеличивался с прогревом, нагрев светодиодов и радиатора был весьма заметным.
    После замеров сопротивления подстроечника вместе с дополнительным 1,5 ома оказалось, что нужен резистор 2,8 ома. Понятно, что такого не найти. Нашелся номинал 3,3 ома. СМД сопротивление на плате 15 ом оставалось на своем месте. 3,3 ома было впаяно вместо R5 1,5 ома. Плюс минус погрешность всех элементов, и в итоге ток через светодиоды вышел на желаемый уровень 65 ма. Напряжение на светодиодах осталось в пределах 38 вольт.
    Пока непонятно, почему при уменьшении выходного тока схема переходит в режим генерации. Точно такой эффект наблюдается, если с помощью ЛАТРа плавно уменьшать входное переменное напряжение. В этом случае эффект стробоскопа проявляется в диапазоне питающих напряжений 100 - 120 вольт. Устойчивый режим начинается после 130 вольт. Что интересно, после сетевого напряжения 150 вольт яркость свечения светодиодов не меняется.
    Вот так выглядеть макет:

  5. Аватар для kvn
    После изучения переделанной схемы, где от руки нарисованы дополнительные детали, дроссель и конденсаторы, пришел к выводу, что дополнительная фильтрация питающего напряжения имеет смысл. Если ШИМ-контроллер питать напряжением с большим уровнем пульсаций, то в таком случае мы имеем питающее напряжение, промодулированное по амплитуде частотой 100 гц. Соответственно, световой поток также промодулируется частотой 100 гц. Для детального изучения этого явления нужно иметь в своем распоряжении фотометрические приборы. Которых у меня нет. Можно попробовать обойтись осциллографом, чтобы измерить уровень пульсаций питающего напряжения на ШИМ и уровень пульсаций напряжения и тока на светодиодах. Но картина при этом будет неполная. Нужно, все-таки измерять сам световой поток.
    При переделке очередной лампы для уменьшения уровня пульсаций после диодного моста был поставлен конденсатор 20 мкф на 450 вольт. На самой плате блока питания вместо родного электролита 3,3 мкф установлен конденсатор 0,022 мкф 630 в. Когда схема была собрана заинтересовал вопрос величины емкости после диодов. В разных справочниках приводятся разные формулы. По одному справочнику для коэффициента пульсаций 0,1 нужно 25мкф, по другому справочнику - 6,77 мкф, по третьему справочнику - 7,22 мкф. Скорее всего верный результат дает формула, учитывающая потребляемый ток:
    С=30*I/E, где С-мкф, I-максимальный ток нагрузки А, Е-выпрямленное напряжение В.
    Из этой формулы явственно следует, чем больше ток нагрузки, тем больше должны быть емкость конденсатора, и чем выше выпрямленное напряжение, тем емкость конденсатора может быть меньше.
    Общее представление о конструкции лампы на светодиодах можно получить из этих фотографий:




  6. Аватар для kvn
    Как видно на фотографиях, внутреннее содержимое лампы полностью разложено на радиаторе. На входе установлен проволочный резистор на 330 ом, 2,5 вт. После диодного моста электролит 20 мкф 450 вольт. Родной дроссель 2 мГн удален, вместо него стоит советский дроссель 12,5 мГн, конденсатор на светодиодах 15 мкф 100 вольт на плате блока питания оставлен и добавлен еще один 220 мкф 200 вольт. Сопротивление, которое регулирует ток через светодиоды, вынесено с платы. Вместо номинала 1,5 ома поставлено сопротивление 2,7 ома. СМД сопротивление на 15 ом на плате оставлено.
    На макете использовался резистор номиналом 3,2 ома, при этом ток через светодиоды был 65 ма. Измерения тока при R=2,7 ома я не проводил, но полагаю, что будет 70-75 ма. Во всяком случае за полчаса работы пластина радиатора была слегка теплой. Кстати, термопаста не применялась, алюминиевая подложка со светодиодами прикручена к радиатору в трех местах. По центру с большим усилием, и по двум краям. Отверстия в родном радиаторе были рассверлены сверлом 1мм насквозь и сделан дополнительный проход метчиком М2 до самого конца. Винты поставлены советские намного длиннее исходных.
    При установке дополнительных деталей обнаружил недоработку конструкции. При креплении деталей происходит деформация пластины радиатора. Чтобы пластина оставалась плоской, нужно ставить жесткую пластинку под каждую деталь и крепить электролиты и дроссель через эту пластинку. Печатную плату, на которой закреплена плата с контролером можно крепить к радиатору через стойки из любого материала высотой 5-10 мм, чтобы не ухудшать теплоотдачу радиатора.
    Также пытался добавить в конструкцию лампы дополнительный отражатель, в виде круглой пластины из алюминия, размещенной прямо напротив светодиодов. Идея была в том, что свет от диодов будет падать на отражатель, с отражателя на пластину радиатора, и уже с пластины радиатора рассеяный свет начнет расходится во все стороны. Толкового из этого ничего не получилось. Пластина отражателя должна быть не плоской, а иметь выпуклую поверхность с вполне определенным радиусом. Такой пластины в домашнем хозяйстве не нашлось, из кухонной посуды также ничего было не подобрать. Оставил как есть.
    В заключении хочу сказать, что такой вариант конструкции светодиодной лампы предполагает большую долговечность. Во первых, ток через светодиоды почти минимальный, что дает меньший нагрев. Излишки тепла отводятся большой пластиной радиатора. Во вторых - все детали блока питания находятся в открытом пространстве, у них оптимальный температурный режим. Электролиты с годами теряют емкость, однако открытая конструкция позволяет без труда их менять. На диодный мост подается 280 вольт вместо 310 вольт (амплитудное значение), что также повышает надежность работы и уменьшает тепловыделение.
  7. Аватар для kvn
    На последней фотографии на цоколе видна черная точка. Это головка шурупа. Металлическая часть цоколя после сборки лампы фиксируется в трех местах шурупами. В случае необходимости можно всё разобрать по частям без разрушения деталей.
  8. Аватар для kvn
    Никак не могу оторваться от этих светодидных ламп
    Искал лампу на 100 вт и нашел в своих запасах еще две светодиодные лампы. Одна подписана "СОЮЗ" LED A60 11вт 220в 50гц Е27 4000К 950Лм, другая "КОСМОС" с похожим текстом. СОЮЗ подверглась разборке:




    Как видно из конструкции, плата питания оставляет желать лучшего, электролиты очень маленькой емкости, 3,3мкф после моста и 1мкф на светодиодах. Светорассеивающий колпак пластмассовый, значительно ослабляет световой поток. Металлический резбовой цоколь крепится за корпус еле-еле. И самое печальное - радиатор, судя по весу, представляет собой какую-то жестянку. Во всяком случае, разница по весу с лампами Camelion ВЕСЬМА знатительная. Плата со светодиодами просто топится в углубление радиатора и входит с легким трением. Такое соединение не может обеспечить хороший тепловой контакт. В тех же Camelion плата прижимается к массивному радиатору двумя винтами и обильно смазана теплопроводящей пастой.
    Не знаю, насколько оправдана применение пасты, на мой взгляд, более эффективная теплоотдача обеспечивается чистотой обработки поверхностей и хорошим прижимом, в трех-четырех точках.
    А вот так выглядит лампа с надписью "КОСМОС":


    Лампа вне всякой критики, поэтому не стала подвергаться раборке. Колпак у неё также пластмассовый и по размеру такой же как у лампы СОЮЗ. Плата питания размещена на теплоотводящей пластине со светодиодами.
    У ламп "СОЮЗ" и "КОСМОС" русскими являются только буквы в названии. Всё остальное изготовлено в другой стране. И надо сказать, что конструкция этих ламп и примененная схема блока питания вызывает сожаление и разочарование за наших производителей.
    Да и слово ПРОИВОДИТЕЛЬ к ним как-то мало подходит.
    Я понимаю, что технология создания светодиодов нашим инженерам не по зубам. Нет знаний, опыта и ума не хватает. Но неужели так сложно разработать собственные микросхемы, диоды, конструкции эффективных радиаторов ? Здесь-то что сложного ?
    Куда всё подевалось ?
    В семидесятых годах я работал на заводе. Так на этом заводе выращивали кристаллы для боевых лазеров космического базирования. Это 70-ые годы прошлого века !
    Куда всё подевалось ?

    Наблюдая за тотальной деградацией, начинаешь верить, что американцы действительно были на Луне. У них в 60-ые годы были технологии изготовления мощных двигателей, технологии защиты от радиации , могли безболезненно преодолевать пояс Ван-Алена, а медицина была на таком уровне, что после длительного полета люди себя прекрасно чувствовали и могли самостоятельно передвигаться.
  9. Аватар для tol6
    Доброго времени суток! Ну что сказать? Есть такой товарищ Паршев, он написал книгу "Почему Россия не Америка" В ней он обосновал, что всё что бы мы не производили у нас будет дороже из - за наших климатических условий! Что бы что то делать нужна база! А это долговременные проекты на которые отдачу дадут не моментально, а со временем! Проще купить барахло за границей , именно барахло, т.к. и Китай может делать отличные вещи, и продать нам! Прибыль моментальная! Элиту, но не эту, что у нас сейчас себя так называет, а настоящую - токарей-универсалов, инструментальщиков, и т.д. и т.п. растят годами! А без этих ребят, которые могли блоху подковать, даже самые смелые задумки останутся задумками! Только они могли всё это воплотить в железе! Да и из них вырастали настоящие конструктора, которые могли ВСЁ! А их часть купили, часть убили, а часть спилась, не чувствуя поддержки государства! А гробить их стали ещё при хрущёве! У нас много что было, но нам этого не говорят и не показывают, что б не задавали ненужных вопросов! Вопросы задавать проще, чем на них отвечать! Я так думаю!
  10. Аватар для R0SBD
    Фигня. Возьмем Канаду, тот же климатический пояс, однако там как в Америке, у нас же почему то не Америка.
  11. Аватар для kvn
    Канада почему-то всегда продавала пшеницу Советскому Союзу, а потом и Рф. Не странно ли ?Чтобы понять в чем дело, нужно посмотреть карту плотности населения Канады по всей территории, и климатическую карту той части Канады, где живет подавляющее количество людей. Также интересно будет узнать продолжительность вегетационного периода в Канаде в той местности, где проживает основная масса населения. Что касаемо книги Паршева, то я её изучил вдоль и поперек, и очень много прочитал мнений по этому вопросу на форуме ixbt.ruОбсуждение длится более 10 лет и продолжается спор и борьба мнений до сих пор. В основном, лично я, почти по всем вопросам и ответам в книге согласен с Паршевым. Есть, конечно, ньюансы, есть отличия моего мнения от Паршева, но в целом Паршев прав. У меня есть глобус. Обычный. Россия - единственная страна, территория которой прижата к Северному полюсу. А вот Норвегия, Финляндия и другие северные страны обогреваются Гольфстримом и там климат в целом более благоприятный, чем в Средней полосе РФ. Остальной мир живет в тепле и не знает, что такое промерзание почвы на 2 метра, осеннее и весеннее движение грунта, разбитые дороги и протекающие крыши.