Источник тока для мощных светодиодов

Источник тока для мощных светодиодов с питанием от сети 220 В 50 Гц

Импульсный блок питания светодиодов представляет собой выпрямитель с фильтром и понижающий преобразователь с обратной связью по току. Для построения источников тока для мощных светодиодов часто используются микросхемы ШИМ-контроллеры Supertex HV9910B, HV9961. Стандартные схемы включения этих микросхем мало отличаются, при некоторых условиях они взаимозаменяемы. HV9961 более дорогая, т.к. обеспечивает контроль среднего тока светодиодов, а не пикового. Есть другие отличия, о которых можно прочесть на сайте производителя, документ AN-H64. Я взял HV9961, говорят, она более живуча.
Расчет, изготовление и тестирование источника на микросхеме HV9961 под катом.

Мне нужен был блок, питающий током 750 мА 10 СИДов Cree XM-L. Оценим выходное напряжение блока: Vout = 10 * Vled при 750 мА = 29 В. Пусть пульсации тока будут меньше +-15% (я не знаю, как их величина влияет на работу светодиодов). Имелся корпус G1022BF, что накладывает ограничения на размер платы блока питания. Таким образом, исходные данные:
напряжение питания: 220 В, 50 Гц;
выходное напряжение: 30 В;
выходной ток: 750 мА;
пульсации тока: менее +-15%;
размер платы: менее 100х60 мм.

За основу берем стандартную схему включения:

Это понижающий преобразователь, для простоты ток измеряется в цепи истока переключающего транзистора и усредняется. На контакт Vin можно подавать высокое напряжение, которое питает встроенный регулятор напряжения 7,5 В, вывод регулятора – Vdd. PWMD и LD служат для плавной регулировки тока светодиодов. Резистор Rt задает частоту переключения (точнее, время паузы), Rcs – ток на СИДах. При питании от сети 220 нужно добавить выпрямитель и фильтр.

Расчет схемы

1. Частота переключения. Частота переключения в схеме не фиксированная, задается только время паузы. Для номинальных напряжений на входе (310 В после выпрямителя) и выходе коэффициент заполнения . С другой стороны, , где tu – время проводимости, tn – время паузы, f – частота переключения. Сопротивление резистора Rt определяется из выражения . Возьмем Rt = 330 кОм, это соответствует времени паузы 13,5 мкс и номинальной частоте 73 кГц. Чем выше частота, тем меньшего размера будет катушка и тем больше потери на переключение на транзисторе.

2. Регулировка тока. Токозадающий резистор. Rcs = 0.272 В / Iled = 0,363 Ом. Я решил взять Rcs = 0,33 Ом, т.е. 3 резистора по 1 Ом в параллель, что соответствует току 824 мА и сделать плавную регулировку тока с помощью вывода LD микросхемы. В описании сказано, что регулировка тока осуществляется, когда на выводе LD напряжение от 0 до 1,5 В. Подключаем делитель напряжения к напряжению 7,5 В. Необходимые сопротивления несложно посчитать, результат показан на окончательной схеме.
Можно проверить, сколько мощности выделяется на токозадающих резисторах: 824 Ма*272 мВ = 224 мВт, на каждом резисторе 75 мВт. Используем типоразмер 0805 (125 мВт).

3. Катушка индуктивности. Для пульсаций тока менее +-15% (полный размах 0,3*750 мА) индуктивность должна быть больше

Пиковый ток на катушке будет 750 мА +15% = 863 мА. Готовые катушки с такими параметрами найти непросто, поэтому придется изготавливать самостоятельно.
Имелся эмальпровод с внешним диаметром 0,7 мм, исходя из этого, по прикидочным расчетам был подобран сердечник КВ10 (аналог RM10), феррит М2500НМС1 (аналог N27).
Кратко опишу расчет дросселя. Чтобы сердечник не насыщался, необходимо ввести зазор. В начале наматываем максимальное число витков, которые влезают в окно сердечника. У меня получилось 6 слоев по 15 витков с запасом для компаунда, всего 90 витков. Далее вводим максимальный зазор для необходимой индуктивности. Можно считать вручную, я считал в программе EPCOS MDT для RM10 N27. Получаем для суммарного зазора 0,6 мм (прокладки между сердечниками по 0,3 мм) значение Al = 200 нГн и L= Al * N^2 = 1,62 мГн. Индуктивность получилась немного меньше, значит пульсации побольше +-15%, что меня устроило.
Теперь надо посчитать индукцию при максимальном токе и убедиться, что сердечник не насыщается. По формуле 8 из [2] и данным из программы (Al = 200 нГн, mui = 71) для тока 1 А (с запасом) получаем индукцию 183 мТл, что меньше 300 мТл и, значит, насыщения нет.
В итоге изготавливаем дроссель на сердечнике КВ10 М2500НМС1 с прокладками 0,3 мм с 90 витками эмальпроводом с внешним диаметром 0,7 мм. Желательно залить клеем или лаком после изготовления.

4. Транзистор. Транзистор должен с запасом выдерживать максимальное входное напряжение 310 В. Выберем транзистор с максимальным напряжением сток-исток 500 В. Максимальный среднеквадратичный ток через транзистор Iout*sqrt(Vout/Vin) = 240 мА. Ток небольшой, его выдержит любой мощный полевик. Главный параметр для выбора – емкость или заряд затвора. Производитель микросхемы рекомендует заряд менее 25 нКл. Я взял IRF830A с максимальным зарядом затвора 24 нКл. Мощность, выделяющуюся на полевике, посчитать непросто, но радиатор явно не помешает.

5. Диод. Для диода те же требования по напряжению, что и для транзистора. Средний ток через диод Iout*(1 – Vout/Vin) = 680 мА. Выбираем SF28 600 В, 2 А. Падение напряжения на нем 1,5 В, значит будет выделяться мощность 1,5 В* 0,68 А = 1 Вт. Я решил использовать диод без радиатора. Для диода еще важным считается параметр время обратного восстановления, от него зависят потери на переключение, но расчет их довольно сложный и я его не проводил.

6. Входной конденсатор. Емкость выбирается исходя из условия, что минимальное напряжение после входного фильтра должно быть больше 2*Vout. В AN-H48 есть формула для расчета:

Для частоты 50 Гц, Vdc = 60 В и КПД 90% получаем С1>6,5 мкФ. Был выбран конденсатор 47 мкФ, 400 В исходя из габаритов и доступности. Параллельно установлен пленочный 0,47 мкФ 450 В для уменьшения ESR.
Замечание от sanmigel:

если внимательно почитать документацию на 9910 то можно увидеть что условие Vout +5

  • 15 мая 2011, 18:11
  • magnum16
  • Как выбрать блок питания для светодиодов

    Наиболее энергоэффективной технологией искусственного освещения на сегодняшний день является освещение светодиодное. А поскольку светодиоды — изделия капризные, питание им нужно особое. Нельзя просто взять и включить светодиоды в розетку, а если это и выглядит так, то скорее всего преобразователь сетевого напряжения в требуемое низкое постоянное напряжение есть, но он скрыт внутри цокольной части, скажем, светодиодной лампы.

    Однако не всегда мы имеем дело со светодиодной лампой, иногда необходимо подключить единичные светодиоды или светодиодную ленту, поэтому выбор блока питания для светодиодов для кого-то может стать вполне актуальной задачей. Давайте же в рамках данной статьи разберемся, что — к чему.

    Блок питания для светодиодов или LED-драйвер

    Правильно выбранный блок питания для светодиодов — залог качественного и надежного освещения. А поскольку светодиодам необходим постоянный ток, то сетевое напряжение необходимо сначала преобразовать. Этим и занимается блок питания для светодиодов. Блок питания или LED-драйвер обеспечивает светодиодам постоянный ток при номинальном напряжении.

    Для самого преобразователя константой может быть 5, 12, 24 или 48 вольт постоянного напряжения, в зависимости от конфигурации вашей светодиодной сборки, либо постоянным может быть непосредственно ток, например 350 или 700 миллиампер, а напряжение будет немного «плавать» в зависимости от текущей температуры светодиодов.

    Ток для светодиодных сборок, как правило, составляет от нескольких сот миллиампер до единиц ампер. Для светодиодных лент даже нормируется удельная мощность на метр длины, скажем 4,8 или 16 Вт на метр длины ленты.

    Источники постоянного напряжения для светодиодов называют блоками питания для светодиодов. Они выглядят как плата внутри перфорированного корпуса из нержавейки (вверху на рисунке) или как зарядное устройство для портативной техники.

    Источники же постоянного тока для светодиодов называют светодиодными драйверами или LED-драйверами. Они похожи на металлизированный или пластиковый (как слева на рисунке) блок питания ноутбука. Но и для тех, и для других источников питания для светодиодов, будь постоянным напряжение или ток, — нормируется максимальная отдаваемая мощность в ваттах. Например 12 В 240 Вт или 350 мА 24 Вт.

    Сразу ясно, в каком случае постоянным будет напряжение, а в каком — ток. В первом случае напряжение постоянное, а ток станет зависеть от количества подключенных параллельно светодиодных сборок — максимальный ток для нашего примера 20 А. Во втором случае очевидно, что максимальное напряжение составит 68,5 В, и станет зависеть от того, сколько светодиодных сборок на 350 мА будет соединено последовательно.

    Какой источник питания для светодиодов выбрать

    Типичных случаев использования светодиодов с блоком питания три:

    блок питания изначально встроен в источник света (например светодиодная лампа или прожектор);

    светодиодный источник света имеет номинальное напряжение питания, и такие источники будут соединяться по несколько параллельно или будет лишь один (распространенный вариант — светодиодные ленты на 12 вольт);

    имеются несколько светодиодных сборок, для которых не желательно превышать номинальный ток, и таких сборок несколько, их необходимо объединить последовательно (напряжение указывается диапазоном, например 11-13 В или 15-18 В).

    В первом случае все ясно, нет надобности в приобретении источника питания, достаточно позаботиться об условиях эксплуатации: защитить прожектор от влаги козырьком, например.

    Во втором случае подойдет блок питания постоянного напряжения для светодиодов в перфорированном корпусе: количество метров лент умножьте на мощность погонного метра ленты, — это и будет общая их мощность.

    Если ленты будут соединяться параллельно, то их номинальное напряжение и берется в расчет при выборе блока питания, а мощность блока питания возьмите на 5-10% больше общей мощности лент. Например: 7,5 метров ленты на 12 вольт с погонной мощностью 7,36 Вт/м — это 55,2 ватт при 12 вольтах, соответственно выбираем блок питания постоянного тока с выходными параметрами 12 В 60 Вт.

    В третьем случае прикиньте количество светодиодных сборок, и подберите LED-драйвер на подходящий диапазон напряжений. Например: есть 5 неких светодиодных сборок на номинальный ток 300 мА, напряжение для каждой сборки указано около 15 вольт.

    Для последовательного соединения потребуется предельное напряжение 75 вольт, а ток 300 мА. Выбираем LED-драйвер на диапазон от 50 до 80 В, на ток 300 мА. В зависимости от того, будет ли драйвер установлен на улице или в помещении — выбираем тип корпуса устройства с соответствующим классом защиты оболочки IP.

    Узнать подробнее об устройстве блоков питания и драйверов для светодиодов можно здесь: Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только

    Источники питания для светодиодных светильников: особенности применения

    13 сентября 2010

    Светодиоды в целом, и, в частности, мощные (более 1 Вт) светодиоды очень чувствительны к различным внешним факторам, которые могут негативно сказаться на их сроке службы и качественных показателях. В настоящее время величины максимальных питающих токов для светодиодов имеют весьма ощутимые значения: до 1…1,5 и даже до 2 А по сравнению с 0,35 А, на которые чаще всего нормируются характеристики светодиода. Желание получить максимальный световой поток с одного полупроводникового излучателя ведет к увеличению тока, пропускаемого через него, что отражается на его тепловыделении, и вся конструкция (светодиод + светодиодная арматура) работает на грани перегрева кристалла. При этом к источнику питания предъявляются высокие требования по стабильности выходных характеристик, которые он должен обеспечить. Это является довольно проблематичным при использовании для питания источника напряжения. Во-первых, предварительное выравнивание тока в цепи светодиодов потребует, по крайней мере, дополнительного резистора, который будет ограничивать ток и в то же время рассеивать на себе дополнительную мощность. Во-вторых, любая осветительная установка работает в некотором диапазоне температур, часто довольно широком, а светодиод, обладая отрицательной зависимостью прямого падения напряжения от температуры кристалла — обычно на уровне -2…-4 мВ/°С, будет иметь плавающую рабочую точку. В-третьих, свой вклад будет вносить нестабильность выходных характеристик самого источника. Эти причины изрядно сократят жизнь современному источнику света, особенно в случае его работы на токах, близких к максимальным. Так, повышение напряжения на переходе всего на 0,1 В будет причиной изменения силы тока на 200 мА, что приведет к повышенному тепловыделению и может крайне негативно сказаться на работе светового прибора.

    ВАХ на рисунке 1 показывает, насколько важно использование блока питания (БП) с регулированием по току, а не по напряжению. Повышение напряжения питания на светодиоде на 3% (0,1 В) приводит к росту тока в первом приближении на 20% (200 мА). Соответственно, на 40% растет потребляемая мощность и тепловая отдача, что неизбежно приведет к перегреву, деградации структуры кристалла и выходу из строя светодиода. При кратковременном сильном превышении питающего светодиод тока может начаться деградация кристалла диода, за которой также последует выход из строя.

    Рис. 1. Типичная положительная ВАХ мощного светодиода

    Понижение напряжения на диоде также нежелательно, так как при его падении на 3% от номинального, что соответствуют падению тока на 200 мА, мы теряем более 50% светового потока, что видно из зависимости относительного потока светодиода от питающего тока (рис. 2).

    Рис. 2. Зависимость относительного светового потока светодиода от тока питания

    Самым простым способом обеспечить необходимый ток питания светодиода является применение высокочастотных (десятки кГц) широтно-импульсных преобразователей (ШИМ), способных поддерживать необходимый средний ток в широком диапазоне мощностей подключенного оборудования. В обиходе светотехников и электриков такие БП часто называют светодиодными драйверами. Некоторые модели в выходной цепи преобразуют чистый ШИМ-сигнал (прямоугольные импульсы) в более сглаженную кривую, среднее значение которой находится на уровне желаемого среднего тока.

    Высокая частота работы блока питания обусловлена, прежде всего, требованиями к отсутствию видимых пульсаций источников света. Особенностью конструкции ШИМ-схем является также то, что существует запас для понижения сетевого напряжения, при котором световой поток оборудования не снижается, но уменьшается частота пульсаций выходного сигнала, особенно сильно проявляющаяся при работе БП на нагрузках, близких к максимально допустимым. К примеру, блоки питания компании Inventronics могут работать в диапазоне действующих значений напряжения сети питания от 90 до 305 В, при этом частота пульсаций выходного сигнала все еще значительно превышает порог, при котором мигание светодиода может быть заметным, т.е. явление фликера (мигания источника света согласно ГОСТ 13109-97) сводится к нулю. Таким образом, ШИМ-блоки питания могут быть рекомендованы для использования в осветительном оборудовании на расстоянии от региональных центров на территории России, где напряжения в сети может быть ощутимо ниже стандартных (действующее значение напряжения в сети может падать до 150 В и менее в регионах, удаленных от крупных электростанций), а кратковременные перенапряжения, вызванные подключением мощных удаленных потребителей, могут достигать 260 В и более.

    Другой особенностью использования БП с ШИМ является простота интеграции с управляемыми диммерами. При этом БП могут получать информацию о степени ослабления светового потока по каналам 1…10 В, DMX, DALI или другим протоколам. Также нельзя не упомянуть малые габаритные размеры ШИМ-блока питания, позволяющие минимизировать размеры корпуса ОП с интегрированным БП или упростить установку внешнего блока питания недалеко от светильника.

    Есть и другой подход к исполнению блоков питания: для упрощения адаптации к существующим сетям, минимизации объема БП внутри светильников и организации низковольтной сети по принципам электробезопасности используются отдельный низковольтный источник напряжения (12 или 24 В) за пределами корпуса осветительного прибора (ОП) и малогабаритный ШИМ-преобразователь внутри светильника. Несмотря на кажущуюся простоту, при таком подходе можно столкнуться с рядом серьезных опасностей при монтаже. В частности, при ошибке в полярности подключения ШИМ-преобразователь сразу выходит из строя.

    Очень важным параметром любого импульсного блока питания является величина гармонических и нелинейных искажений формы питающего напряжения, которые он создает в сети. Они отрицательно сказываются на проводке электросети и потребителях, подключенных к ней. Это влияние выражается не только в различных помехах, которые сказываются на чувствительных электроприборах, но также и в самой трехфазной сети, в нулевом проводнике которой могут протекать токи, превышающие токи в фазных проводниках. Причина состоит в том, что импульсный БП потребляет из сети мощность лишь на пиках питающего напряжения; потребляемый ток имеет форму небольшого импульса и содержит в себе широкий набор гармонических составляющих. В случае симметричной нагрузки в нулевом проводнике высшие гармоники тока компенсируют друг друга (сдвиг фаз относительно друг друга составляет 120°), но это не относится к высшим гармоникам, кратным трем, которые в нулевом проводнике окажутся сложенными.

    Коэффициент мощности l — комплексный показатель искажения потребляемой из сети мощности, который учитывает не только сдвиг фазы, но и искажение формы потребляемого тока (наличие гармонических составляющих). ГОСТ Р 51317.3.2-2006 устанавливает нормы гармонических составляющих тока для ТС класса С (таблица 1).

    Таблица 1. Нормы гармонических составляющих тока для ТС класса С

    Порядок гармонической
    составляющей, n
    Максимальное допустимое значение гармонической составляющей тока, % основной гармонической составляющей потребляемого тока
    2 2
    3 30 l *
    5 10
    7 7
    9 5
    11≤n≤39 (только для нечетных гармонических составляющих) 3
    * Коэффициент мощности цепи

    При этом данные нормы устанавливаются для световых приборов с активной потребляемой мощностью более 25 Вт, однако следует полагать, что распространение энергоэффективных маломощных светодиодных светильников заставит существенно снизить эту планку или вовсе отменить ограничение.

    Для минимизации вносимых в сеть искажений применяют устройства, компенсирующие вышеуказанные помехи и приближающие коэффициент мощности к единице. В то время как для приборов с фиксированной потребляемой мощностью применяют пассивные компенсационные конденсаторы (например, в ПРА для металл-галогенных или люминесцентных ламп), в импульсные БП интегрируют активные компенсационные устройства, максимально приближающие их характеристики к резистивным в широком диапазоне подключенных нагрузок.

    Несоблюдение этих норм негативно сказывается как на качестве питающей электроэнергии, так и на работе устройств и состоянии инфраструктуры. Предприятия, превышающие эти нормы, облагаются штрафами и вынуждены устанавливать дополнительные конденсаторные установки. Однако потребление электрической энергии предприятием в большой степени прогнозируемо, что и позволяет обойтись пассивной коррекцией.

    Блоки питания на ШИМ с компенсаторами вносят крайне малые искажения в сеть. Например, серия мощных БП EUC (рис. 3) от Inventronics обеспечивает значение коэффициента мощности в пределах 0,97…0,99.

    Рис. 3. Общий вид БП Inventronics серии EUC

    КПД современных блоков питания с широтно-импульсными модуляторами достигает величины 92% и более, что немаловажно, т.к. затрачиваемая ими энергия уходит в нагрев. Соответственно, чем выше КПД, тем меньше требуется эффективная площадь рассеяния радиатора и, соответственно, тем меньше будут габариты и масса БП, за которыми, безусловно, следует снижение стоимости драйвера.

    В настоящее время БП производятся с корпусами в различном исполнении: как для установки внутрь СП, встройки в мебель или размещения в помещениях, так и во влагозащищенных корпусах с различными показателями пылевлагозащиты (IP): от IP23, допустимых к установке в сухих помещениях, и IP54 для установки во влажных помещениях и под навесом, до влагозащищенных с корпусами IP67, подходящих для установки снаружи помещений. Малораспространенная группа БП с IP68 предназначена для установки в грунт без дополнительных корпусов.

    Цветовые характеристики светодиода также могут отклоняться при изменении тока питания. Например, диаграмма зависимости цветовых координат от рабочего тока мощного светодиода Osram Dragon plus (рис. 4) показывает относительное смещение цветовых координат излучения.

    Рис. 4. Зависимость смещения цветовых характеристик светодиода от тока питания

    В первую очередь это относится к световым приборам с возможностью управления и создания различных цветодинамических сцен. Так при использовании световым прибором большого диапазона рабочих токов цветовые координаты в пространстве могут смещаться на 0,01 единиц по оси x и на 0,015 единиц по оси y. Это смещение в холодном белом диапазоне может достигать несколько сотен Кельвин (до 700К). Но в повседневных применениях этот фактор практически не заметен. Влияние изменения величины питающего тока исчезает в случае питания светодиодов ШИМ-сигналом, а управление можно осуществлять изменением скважности сигнала.

    Заключение

    На рынке появился большой объем светодиодной продукции, оснащенной качественными БП и самыми различными видами оптики. Большая их часть производится с использованием мощных светодиодов. Ряд приборов ведущих мировых производителей можно уже считать проверенными временем, так как они не первый год успешно и безотказно работают на самых различных объектах в России и за рубежом.

    источник ТОКА (драйвер) для светодиодов

    • Цена: 11,22
    • Перейти в магазин

    в мастерской/гараже у нас(у меня) освещение традиционное — светильники с двумя лампами дневного света по 36(40) ватт каждая. висят они на потолке, и после последней перестановки мебели света в данном конкретном месте (над рабочими столами) стало меньше чем хотелось бы. а с учетом того что я прикупил по случаю светодиодов — было решено потиху переходить на светодиодное освещение.

    сразу оговорюсь, что светодиоды были куплены в оффлайне, а вот «звезды» к ним — тоже на DX. паяю я их банально — на утюге 😉 сделал трафарет из медной фольги, через него мажу пасту с припоем, положил диод, весь этот «бутерброд» — на утюг включенный на максимуме — и через пару секунд наблюдаем как флюс вкусно испарился, припой растёкся, а светодиод сел на место.

    но вернёмся к товару. предыдущий светильник я делал по совершенно аналогичному принципу, но на бОльшее число диодов — 14, если не ошибаюсь. эксплуатация показала, что он вполне себе успешно обеспечивает «общее освещение» рабочего места, и в принципе имеет право на жизнь. к сожалению, я не нашел недорогих источников тока на число диодов больше 12 (там как-то сразу резко чуть не в два раза цена скачет), и решил попробовать с меньшей мощностью. тем более, что в данном случае освещение требуется именно что общее, ибо над столами в качестве местного используются те же диоды в количестве 9 штук на стол, но на меньшей мощности.

    но я опять отвлекся.

    БП представляет собой источник ТОКА, а не напряжения, то есть предназначен для питания именно светодиодов, соединенных последовательно. можно и параллельно-последовательно, или еще как — главное чтобы светодиодам был нужен обеспечиваемый данным БП ток — заявлено 670мА+-10% — и напряжение, точнее тут задается число диодов (9-12), вероятно предполагая стандартное падение в 3В на диод. исходя из этих данных предполагается мощность 2Вт на диод, что довольно щадящий режим (в моём случае, для макс. 3Вт диодов), что может быть и хорошо и плохо — в зависимости от того чего добиваемся.

    упаковка — антистатический запаяный пакет, и видимо пупырка — распаковывал брательник, я у него не спросил — да и там в заказе было еще что-то, так что не суть — пришел целый, да и ладно. размеры примерно соответствуют заявленным (17.0 cm x 3.0 cm x 2.0 cm), но линейкой не обмерял, ибо не вижу в этом смысла. сверху алюминиевый корпус, снизу залит темносерым довольно мягким на ощупь компаундом. провода сантиметров 10-15. длиной, и не очень тонкие — в данном случае квадратура не имеет особого значения, ибо токи мизерные, плюч концы залужены, но так на вид примерно 0.75 квадрата.

    ток, скажу забегая вперед, замерял. и он меня несколько разочаровал, хотя и вполне в пределах заявленного 670+-10%:

    но я был бы рад, если б там было +10%, а не минус 5.

    возможно, некоторые из вас читают и мой ЖЖ (угадайте какой ник 😉 ), где есть «постоянная рубрика» из «говна и палок». дык вот, собственно, светильник я собрал уже давно. сейчас оставалось только прикрутить к нему электронику и повесить на рабочее место.

    берем купленные в моем случае в оффлайне светодиоды и вышеозначенные звездочки с DS и распаиваем это дело. далее берем алюминиевый уголок из строймага и нарезаем, скручиваем. причем я поперечные уголки взял большего размера, чтобы конструкция не переворачивалась. висеть оно будет на цепях, которые в свою очередь надеваются на крючки с резьбой а-ля шуруп, вкрученные в потолок, ну а светильник на цепь вешается посредством S-образного крючка. плюсы — стильно, модно, молодежно просто, доступно, дешево. и легко регулируется расстояние от потолка/до стола.

    после скручивания «каркаса» приклеиваем распаянные светодиоды на звездах таким термоклеем, даем высокнуть, соединяем проводами. можно закрыть конструйню сверху матовым стеклом/пластиком. я пока не стал, потом посмотрим.

    блок питания я закрепил на «компьютерных» стойках. это, думаю, обеспечит лучшие тепловые условия, а внешний вид меня в данном случае не заботит совершенно.

    так как конструкция будет подключаться вместо старого светильника — хочется дополнительно облегчить себе жизнь дистанционным управлением, чтобы включать не отрывая жопы от стула и выключать с любого места мастерской и окрестностей. что и реализуем:

    дистанционку я прилепил на самоклейку на БП — не заморачиваясь. ибо во-первых хотелось вынести ее из экранирующих уголков, а во-вторых, повторюсь, меня совершенно не заботит внешний вид сей конструкции.

    итоги. блок питания несомненно работает, и питает заявленные 12 диодов заявленным током (ну, в пределах заявленной погрешности). судя по внешнему виду — ну я б не побоялся использовать его в сырых помещениях. сделан аккуратно, залит компаундом основательно.

    светильник светит. правда, 12 светодиодов — это всего где-то 22.5Вт, что субъективно хуже чем 2*36 ЛДС. но я б не сказал что прям так сильно хуже — для общего освещения вполне годится. для полноценной же замены придется брать где-то наверно 16-18 2Вт диодов. ну или эти 12 раскочегаривать на 3Вт 😉

    UPD: заявленное выходное напряжение: Output voltage: DC28-45V. не проверял.

    Источник тока для мощных светодиодов с питанием от сети 220 В 50 Гц

    Импульсный блок питания светодиодов представляет собой выпрямитель с фильтром и понижающий преобразователь с обратной связью по току.

    Для построения источников тока для мощных светодиодов часто используются микросхемы ШИМ-контроллеры Supertex HV9910B, HV9961. Стандартные схемы включения этих микросхем мало отличаются, при некоторых условиях они взаимозаменяемы.

    HV9961 более дорогая, т.к. обеспечивает контроль среднего тока светодиодов, а не пикового. Есть другие отличия, о которых можно прочесть на сайте производителя, документ AN-H64.

    Я взял HV9961, говорят, она более живуча. Расчет, изготовление и тестирование источника на микросхеме HV9961 под катом.

    Мне нужен был блок, питающий током 750 мА 10 СИДов Cree XM-L. Оценим выходное напряжение блока: Vout = 10 * Vled при 750 мА = 29 В. Пусть пульсации тока будут меньше +-15% (я не знаю, как их величина влияет на работу светодиодов).

    Имелся корпус G1022BF, что накладывает ограничения на размер платы блока питания. Таким образом, исходные данные:
    напряжение питания: 220 В, 50 Гц;
    выходное напряжение: 30 В;
    выходной ток: 750 мА;
    пульсации тока: менее +-15%;
    размер платы: менее 100х60 мм.

    За основу берем стандартную схему включения:

    Это понижающий преобразователь, для простоты ток измеряется в цепи истока переключающего транзистора и усредняется. На контакт Vin можно подавать высокое напряжение, которое питает встроенный регулятор напряжения 7,5 В, вывод регулятора – Vdd. PWMD и LD служат для плавной регулировки тока светодиодов. Резистор Rt задает частоту переключения (точнее, время паузы), Rcs – ток на СИДах. При питании от сети 220 нужно добавить выпрямитель и фильтр.

    Расчет схемы

    1. Частота переключения. Частота переключения в схеме не фиксированная, задается только время паузы. Для номинальных напряжений на входе (310 В после выпрямителя) и выходе коэффициент заполнения . С другой стороны, , где tu – время проводимости, tn – время паузы, f – частота переключения. Сопротивление резистора Rt определяется из выражения . Возьмем Rt = 330 кОм, это соответствует времени паузы 13,5 мкс и номинальной частоте 73 кГц. Чем выше частота, тем меньшего размера будет катушка и тем больше потери на переключение на транзисторе.

    2. Регулировка тока. Токозадающий резистор. Rcs = 0.272 В / Iled = 0,363 Ом. Я решил взять Rcs = 0,33 Ом, т.е. 3 резистора по 1 Ом в параллель, что соответствует току 824 мА и сделать плавную регулировку тока с помощью вывода LD микросхемы. В описании сказано, что регулировка тока осуществляется, когда на выводе LD напряжение от 0 до 1,5 В. Подключаем делитель напряжения к напряжению 7,5 В. Необходимые сопротивления несложно посчитать, результат показан на окончательной схеме.
    Можно проверить, сколько мощности выделяется на токозадающих резисторах: 824 Ма*272 мВ = 224 мВт, на каждом резисторе 75 мВт. Используем типоразмер 0805 (125 мВт).

    3. Катушка индуктивности. Для пульсаций тока менее +-15% (полный размах 0,3*750 мА) индуктивность должна быть больше

    Пиковый ток на катушке будет 750 мА +15% = 863 мА. Готовые катушки с такими параметрами найти непросто, поэтому придется изготавливать самостоятельно.
    Имелся эмальпровод с внешним диаметром 0,7 мм, исходя из этого, по прикидочным расчетам был подобран сердечник КВ10 (аналог RM10), феррит М2500НМС1 (аналог N27).
    Кратко опишу расчет дросселя. Чтобы сердечник не насыщался, необходимо ввести зазор. В начале наматываем максимальное число витков, которые влезают в окно сердечника. У меня получилось 6 слоев по 15 витков с запасом для компаунда, всего 90 витков. Далее вводим максимальный зазор для необходимой индуктивности. Можно считать вручную, я считал в программе EPCOS MDT для RM10 N27. Получаем для суммарного зазора 0,6 мм (прокладки между сердечниками по 0,3 мм) значение Al = 200 нГн и L= Al * N^2 = 1,62 мГн. Индуктивность получилась немного меньше, значит пульсации побольше +-15%, что меня устроило.
    Теперь надо посчитать индукцию при максимальном токе и убедиться, что сердечник не насыщается. По формуле 8 из [2] и данным из программы (Al = 200 нГн, mui = 71) для тока 1 А (с запасом) получаем индукцию 183 мТл, что меньше 300 мТл и, значит, насыщения нет.
    В итоге изготавливаем дроссель на сердечнике КВ10 М2500НМС1 с прокладками 0,3 мм с 90 витками эмальпроводом с внешним диаметром 0,7 мм. Желательно залить клеем или лаком после изготовления.

    4. Транзистор. Транзистор должен с запасом выдерживать максимальное входное напряжение 310 В. Выберем транзистор с максимальным напряжением сток-исток 500 В. Максимальный среднеквадратичный ток через транзистор Iout*sqrt(Vout/Vin) = 240 мА. Ток небольшой, его выдержит любой мощный полевик. Главный параметр для выбора – емкость или заряд затвора. Производитель микросхемы рекомендует заряд менее 25 нКл. Я взял IRF830A с максимальным зарядом затвора 24 нКл. Мощность, выделяющуюся на полевике, посчитать непросто, но радиатор явно не помешает.

    5. Диод. Для диода те же требования по напряжению, что и для транзистора. Средний ток через диод Iout*(1 – Vout/Vin) = 680 мА. Выбираем SF28 600 В, 2 А. Падение напряжения на нем 1,5 В, значит будет выделяться мощность 1,5 В* 0,68 А = 1 Вт. Я решил использовать диод без радиатора. Для диода еще важным считается параметр время обратного восстановления, от него зависят потери на переключение, но расчет их довольно сложный и я его не проводил.

    Источники тока для мощных светодиодов

    Выберите нужную подкатегорию или воспользуйтесь фильтром.

    Код товара: 020174

    Блок питания 5,6 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 55×2..

    Код товара: 020173

    Блок питания 4,2 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 55×2..

    Код товара: 020176

    Блок питания 8,4 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 80×3..

    Код товара: 026509

    Блок питания 11 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 023368

    Блок питания 3,15 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 55x..

    Код товара: 023369

    Блок питания 4,2 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 55×2..

    Код товара: 020495

    Блок питания 7,3 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 55×2..

    Код товара: 024951

    Блок питания 12 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 024795

    Блок питания 9 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LVD..

    Код товара: 023450

    Блок питания 18 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 020676

    Блок питания 42 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 025713

    Блок питания 9 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LVD..

    Код товара: 023442

    Блок питания 9 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LVD..

    Код товара: 020910

    Блок питания 10,5 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 88x..

    Код товара: 023076

    Блок питания 18 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 021872

    Блок питания 21 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 024953

    Блок питания 12 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 023444

    Блок питания 12 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 021380

    Блок питания 36 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 020677

    Блок питания 50 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 023453

    Блок питания 50 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 123×4..

    Код товара: 025709

    Блок питания 9 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LVD..

    Код товара: 023075

    Блок питания 18 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 023072

    Блок питания 42 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Выбор выходного тока с помощью дип-перекл..

    Код товара: 021384

    Блок питания 42 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 024924

    Блок питания 10 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 58×39..

    Код товара: 024952

    Блок питания 12 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 024902

    Блок питания 12 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 58×39..

    Код товара: 023443

    Блок питания 12 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 024903

    Блок питания 14 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 58×39..

    Код товара: 021382

    Блок питания 24 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 023074

    Блок питания 60 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 123×4..

    Код товара: 024900

    Блок питания 60 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Габариты LxWxH: 155×4..

    Код товара: 023446

    Блок питания 15 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 025243

    Блок питания 21 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Выбор выходного тока с помощью дип-перекл..

    Код товара: 021378

    Блок питания 21 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 023071

    Блок питания 30 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Выбор выходного тока с помощью дип-перекл..

    Код товара: 021873

    Блок питания 30 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    Код товара: 025708

    Блок питания 9 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LVD..

    Код товара: 021381

    Блок питания 24 Вт, для мощных светодиодов и светильников. Пластиковый корпус. Сертификат CE (EMC+LV..

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • >
    • >|

    Источник тока представляет собой элемент питания, ток которого будет сохранять заданные параметры, независимо от параметров сопротивления. Блоки питания данного типа поддерживают оптимальный уровень тока. Аварийный рабочий режим – это холостой ход.

    Принципы работы

    Источники тока для мощных светодиодов работают по следующей схеме. Сначала осуществляется подключение к источнику тока с напряжением 1 Ампер, нагрузка с сопротивлением 1 Ом. В итоге на выходе образуется напряжение 1 Вольт, формируется мощность 1 Вт.

    При увеличении сопротивления нагрузки до 10 Ом ток останется на отметке в 1В, но напряжение вырастет до 10В. При снижении сопротивления параметры уменьшаются по аналогии. Холостой ход – это состояние, при котором к выводам источника питания подключения отсутствуют. Можно сказать, что сопротивление нагрузкам на холостом ходу будет бесконечным. Напряжение электродов в свечах зажигания будет расти до того момента, пока не достигнет показателя пробоя искровых промежутков.

    Применение

    Компания «Системы освещения» предлагает драйвера для светодиодов. Они представляют собой небольшое устройство, устанавливаемое в коробке распределительного типа и не требующее дополнительного обслуживания. Применять драйвер можно в качестве источника питания постоянного тока, подойдет он для переключений цветового спектра RGB.