Netzwerk-LED-Lampe. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Bis vor kurzem waren Glühlampen trotz ihrer geringen Effizienz und begrenzten Ressourcen (nur 1000 Stunden) die beliebtesten Lichtquellen. Sie wurden durch energiesparende Kompaktleuchtstofflampen (CFLs) mit einer deklarierten Ressource von bis zu 10 Stunden ersetzt. Die Lebensdauer von Eine solche Lampe sollte mindestens fünf Jahre alt sein, in der Praxis stellt sich jedoch oft heraus, dass sie deutlich kürzer ist – das elektronische Vorschaltgerät (elektronisches Vorschaltgerät, auch elektronisches Vorschaltgerät genannt) fällt aus, die Glühfäden brennen durch. Derzeit werden zunehmend Lampen auf Basis superheller weißer LEDs eingesetzt, deren Lebensdauer 000 Stunden erreicht (die geschätzte Lebensdauer bei gleichem täglichen Betrieb beträgt über 100 Jahre). Mit anderen Worten, eine solche Lampe ist praktisch ewig. Um die potenzielle Ressource von LEDs auszuschöpfen, ist jedoch eine Netzstromversorgung erforderlich, die die Zuverlässigkeit von LEDs nicht beeinträchtigt, da die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Systems bekanntlich von den Parametern seines am wenigsten zuverlässigen und langlebigsten Elements bestimmt wird .

In den letzten Jahren veröffentlichte die Zeitschrift „Radio“ Beschreibungen mehrerer Lampen auf LED-Basis. Einige von ihnen [1, 2] werden von Netzquellen mit einem Ballastkondensator gespeist. Der Nachteil solcher Lampen ist die geringe Zuverlässigkeit. Bei Anschluss an das Netzwerk können gefährliche Stromimpulse durch die LEDs fließen, sie sind nicht vor den Auswirkungen von Impulsrauschen geschützt, die sie beschädigen können.

Lampen mit Schaltnetzteilen sind nicht ohne Nachteile [3, 4]. Sie enthalten relativ viele Elemente und weisen keine ausreichende Zuverlässigkeit auf. Wie die Praxis zeigt, sind mehr als die Hälfte aller Ausfälle elektronischer Geräte auf den Ausfall von Schaltnetzteilen zurückzuführen, und bei einer Lebensdauer von mehr als fünf Jahren überwiegen deren Ausfälle.

Ein gemeinsamer Nachteil dieser Lampen ist die geringe Anzahl von LEDs, die es unmöglich macht, eine gleichmäßige Ausleuchtung einer ausreichend großen Fläche zu organisieren.

Fig. 1

Als ich eine sparsame Lampe zur zusätzlichen Beleuchtung von Sämlingen brauchte, habe ich sie nach dem in Abb. gezeigten Schema hergestellt. 1. Das Gerät enthält einen Brückengleichrichter VD2, einen Glättungskondensator C2, einen Stromstabilisator basierend auf einem integrierten Parallelstabilisator DA1 und einem Transistor VT1 sowie 90 superhelle LEDs EL1-EL90. Der Widerstand R1 erfüllt mehrere Funktionen: Er begrenzt den Durchbruchstrom der Suppressordiode (Suppressor) VD1 bei Auslösung durch Impulsrauschen und den Ladestrom der Kondensatoren C1 und C2 und bildet zusammen mit dem ersten einen Filter, der den reduziert Pegel von Hochfrequenz- und Impulsrauschen und dient schließlich als eine Art Sicherung (Schmelzeinsatz), die bei möglichen Kurzschlüssen und Ausfällen von Kondensatoren und einer Diodenbrücke durchbrennt.

Der Kondensator C2 reduziert die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung und erhöht die Helligkeit der LEDs. Der Suppressor VD1 begrenzt Impulsgeräusche und erhöht so die Zuverlässigkeit des Geräts erheblich. Die Stromstabilisierungsschaltung wurde von [5] übernommen und neu berechnet, um den Kollektorstrom auf dem Niveau von 20 mA zu stabilisieren. Dieser Wert ist laut [6] optimal für die meisten weißen superhellen LEDs mit einem Durchmesser von 3 und 5 mm. Der direkte Spannungsabfall an ihnen beträgt 3 ... 4 V, daher muss die Anzahl der LEDs in der Lampe experimentell ausgewählt werden, indem die Spannung am Kollektor des Transistors VT1 gesteuert wird. Je größer es ist, desto breiter ist der Bereich der Netzspannung, die Leuchte ist betriebsbereit, aber desto geringer ist der Wirkungsgrad und umgekehrt.

Für die Widerstände R1, R2 (MLT-0,5) und R3 (MLT-0,25) empfiehlt es sich, gealterte, 70- bis 80er Jahre hergestellte Widerstände zu verwenden (ihr Widerstand während des Betriebs der Lampe ändert sich viel weniger als bei kürzlich hergestellten Widerständen). Kondensator C1 – importierter Film zur Rauschunterdrückung mit einer Kapazität von 0,15 ... 0,47 μF bei einer Nennwechselspannung von mindestens 250 V, C2 – importiertes Oxid, betriebsfähig bei erhöhten Temperaturen (normalerweise ist dort die Aufschrift „105 °C“ angebracht). im Falle eines solchen Kondensators). Um die Haltbarkeit zu erhöhen, ist es wünschenswert, das Ende des Körpers und die Anschlüsse mit einer Epoxidverbindung abzudichten. Das ist eine sehr wirksame Maßnahme: So modifizierte K50-6-Kondensatoren arbeiten bei mir beispielsweise seit den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts ohne Kapazitätsverlust.

Der symmetrische Entstörer 1.5KE400CA kann durch zwei Back-to-Back-Entstörer 1,5KE400 oder 1,5KE400A von SGS-Thomson oder schwächere P4KE400, P6KE400 anderer Unternehmen ersetzt werden.

Die Sperrspannung der VD2-Diodenbrücke muss mindestens 800 V betragen, der gleichgerichtete Strom muss mindestens 1 A betragen (außer dem im RS107-Diagramm angegebenen, zum Beispiel sind DB107, 2W10, DF10 geeignet). Sie können auch eine Brücke aus einzelnen Dioden mit den gleichen Parametern verwenden (1 N4007, FR107, KD257G, KD247D). Wir werden den Parallelstabilisator TL431CLP durch den heimischen KR142EN19A ersetzen – im angewandten Modus funktioniert er recht zuverlässig. Der Transistor wird nach folgenden Gesichtspunkten ausgewählt: wenn gegeben

Nennstrom des Widerstands R2, sein statischer Stromübertragungskoeffizient h21e muss mindestens 30 betragen und außerdem muss er einen Kurzschluss der Last (d. h. Kollektorspannung 300 V) schadlos überstehen und eine Verlustleistung von mindestens 300 V x 0,02 haben , 6 A = 940 W. Diese Anforderungen werden beispielsweise von den inländischen Transistoren KT8108A, KT8127B, KT1A2 und den importierten 1446SC2, 2241SCXNUMX erfüllt.

Ultrahelle weiße LEDs können jeden Typs und Durchmessers haben und zuverlässig mit einem Strom von 20 mA betrieben werden. Durch die Kombination von LEDs mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln wird die notwendige Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung erreicht. Um dem Licht den gewünschten Farbton zu verleihen, werden einige davon durch LEDs der entsprechenden Leuchtfarbe ersetzt.

Fig. 2

Basierend auf den Besonderheiten der Anwendung wurden zwei Lampen hergestellt (Abb. 2). In einem davon (oben gemäß Abbildung), das zur Beleuchtung eines kleinen Bereichs bestimmt ist, sind alle LEDs und die Stromversorgung in einem Gehäuse montiert, das aus einem Stück eines Elektrokastens (Kabelkanal) mit einem Querschnitt von 25x16 besteht mm und einer Länge von 400 mm. Das Netzteil der zweiten Lampe wird im Netzstecker montiert und die LEDs in Gruppen zu 10 Stück angeschlossen. platziert in neun Gehäusen (eines davon ist in Abb. 2 unten dargestellt), bestehend aus Abschnitten des Kabelkanals mit einem Querschnitt von 16 x 16 mm. Mit diesem Design können Sie die Beleuchtungsstärke und den Beleuchtungsbereich schnell ändern. Bei der Installation der Lampe werden die Gehäuse mit isolierten Drähten untereinander und mit der Stromversorgung verbunden.

Der Einbau beider Geräte ist klappbar, die Teile in den Gehäusen werden mit Heißkleber fixiert.

Zu beachten ist, dass ultrahelle LEDs sehr empfindlich auf Überhitzung reagieren, daher ist beim Löten Vorsicht geboten. Um eine Überhitzung zu verhindern, hilft eine technologische Technik: Vor dem Löten werden mit destilliertem Wasser getränkte Wattestäbchen zwischen die Anschlüsse der LEDs gelegt, die nach dem Löten entfernt werden.

Literatur

1. Butov A. LED-Lampe. - Radio, 2010, Nr. 2, p. 33.
2. Sergeev A. LED-Netzwerklampe. - Radio, 2004, Nr. 9, p. 40, 41.
3. Kosenko S. Netzwerk-LED-Lampe mit einer Stromversorgung auf dem Viper22A-Chip. – Radio, 2010, Nr. 4, S. 21-23.
4. Kosenko S. LED-Lampe mit SMPS-Stromstabilisator. – Radio, 2010, Nr. 12, S. 17-19.
5. Netschajew I. Ungewöhnliche Anwendung der Mikroschaltung KR142EN19A. – Radio, 2003, Nr. 5, S. 53, 54.
6. Chudnov V. Superhelle weiße LEDs. – Radio, 2004, Nr. 9, S. 47, 48.

Autor: K. Moroz

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