[Home] [Donate!] [Контакты]

Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером (часть 2)

Рассмотрим устройство ещё одной, более мощной светодиодной лампы с импульсным драйвером - "ОНЛАЙТ N0517 230В 50/60Гц 12Вт A60 2.7K" (для сравнения смотрите обзор 7 Вт лампы того же производителя "Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером").

Оглавление
Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером (часть 2)
   Конструкция, разборка и сборка
   Принципиальная схема
   Достоинства и недостатки лампы
   Неисправности и ремонт
Смотрите также
Устройство (простейшей) светодиодной лампы 
Светодиодная лампа: схема, работа, ремонт 
Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером (часть 1) 


Конструкция, разборка и сборка

На рис. %img:lamp данная лампа показана в разобранном виде (изображены элементы корпуса).

Лампа в разобранном виде (ОНЛАЙТ ОНЛАЙТ N0517 230В 50/60Гц 12Вт A60 2.7K).
Рис. %img:lamp

Плата драйвера и плата со светодиодами показаны на рис. %img:top (вид сверху) и рис. %img:btm (вид снизу).

Печатные платы светодиодной лампы, вид сверху.
Рис. %img:top

Печатные платы светодиодной лампы, вид снизу.
Рис. %img:btm

По конструкции данная лампа весьма сходна с менее мощной лампой этого же производителя, рассмотренной ранее ("Устройство светодиодной лампы с импульсным драйвером"). Из отличий можно отметить появление дополнительного теплоотвода в виде тонкостенной алюминиевой вставки, плотно прилегающей к внутренней поверхности нижней части колбы (рис. %img:al_ins). Также имеется ряд схемотехнических отличий: используется другая микросхема импульсной стабилизации тока (но функционально аналогичная), добавлен фильтр электромагнитных помех. Что естественно, увеличены номиналы сглаживающих конденсаторов. Увеличение мощности по сравнению с менее мощным вариантом лампы достигается за счёт увеличения количества последовательно включённых светодиодов. Ток светодиодов задан таким же и составляет 0.1 А.

Алюминиевая вставка в корпусе светодиодной лампы для улучшения теплоотвода.
Рис. %img:al_ins

Принципиальная схема

Схема лампы изображена на рис. %img:cir1.

Схема электрическая принципиальная светодиодной лампы с импульсным драйвером на основе BP9916C.
Рис. %img:cir1

Перечень элементов
Поз. обозначение Наименование Кол. Примечание
BD1 Мостовой выпрямитель
MB10F
1 SMD, корпус MBF-4
  Конденсаторы    
C1 0.1µF 400V 1  
C2 AISHI CD11GES 3.3µF 400V 130°C 1 Электролитический
C3 ? 1 SMD
C4 AISHI CD11GES 2.2µF 400V 130°C 1 Электролитический
       
D1 Диод
ES1J
1 SMD, корпус sma
FU Резистор
72 Ом, 0.5 Вт
1  
L1 Дроссель 1 Дроссель фильтра
L2 Дроссель
H3.5
1  
  Резисторы    
R2 100 кОм 1 SMD, 0805
R3 - 0 Не установлен, зарезервировано место под SMD, 0805
RS1 5.6 Ом* 1 SMD, 0805
RS2 6.2 Ом* 1 SMD, 0805
       
U1 Микросхема
BP9916C
1 Корпус SOIC (SOP8)
  Светодиоды    
- Светодиод 10  

* Общее сопротивление параллельно включённых RS1, RS2 составляет примерно 2.94 Ом (т.е. около 3 Ом).

Переменное напряжение сети преобразуется в постоянное с помощью мостового выпрямителя BD1, электролитический конденсатор C2 сглаживает пульсации.

Резистор FU на входе служит для ограничения броска тока при включении лампы, возникающего из-за заряда сглаживающего конденсатора C2. Также он выполняет функцию предохранителя. Кроме того, совместно с конденсатором C1, образует RC-фильтр, играющий роль фильтра электромагнитных помех. На выходе выпрямительного моста также имеется фильтр (L1, C2). Возможна установка резистора R3 параллельно индуктивности L1 (в данной модели лампы под него зарезервировано место, но сам резистор отсутствует). Резистор может быть полезен тем, что снижает добротность индуктивности, а значит, уменьшает добротность паразитных резонансных контуров, образованных данной индуктивностью, конденсаторами и паразитными емкостями схемы. Резонансные контуры откликаются на широкополосные помехи, возникающие в цепях питания импульсного драйвера в процессе его работы, что проявляется в виде так называемого "звона" - выраженных периодических выбросах напряжения на индуктивности, носящих колебательный характер. За счёт резистора, "звон" может быть значительно снижен.

Драйвер светодиодов, т.е. стабилизатор тока, построен на микросхеме U1. По сравнению с упоминавшейся ранее JW1779 в корпусе TO-92, данная микросхема BP9916C (корпус SOIC) значительно лучше охлаждается: выводы 5..8 микросхемы соединяются вместе и припаиваются к достаточно большому полигону на печатной плате, что обеспечивает эффективный отвод тепла. За счёт этого микросхема способна обеспечить питание значительно более мощной нагрузки по сравнению с JW1779. В остальном микросхемы аналогичны. Требуется такая же внешняя обвязка, включающая конденсатор питания микросхемы (C3); токозадающий резистор (здесь образован параллельно соединёнными RS1, RS2); а также обязательные для любого импульсного источника элементы - дроссель, диод и сглаживающий конденсатор на выходе (L2, D1, C4). В схеме также присутствует дополнительный резистор R2, гарантирующий быстрый разряд конденсатора C4 при отключении питания, что немаловажно с точки зрения безопасности.

В U1 интегрирован достаточно мощный MOSFET-транзистор, который выполняет функции ключа, подключённого между выводами 4 и 5..8. Мощность его достаточна, чтобы было возможно обойтись без внешнего силового ключевого элемента. Периодически замыкаясь, ключ микросхемы поддерживает ток через дроссель на требуемом уровне. Ток контролируется по падению напряжения на низкоомном токозадающем резисторе (параллельно включённые RS1, RS2); данная микросхема стабилизирует ток на уровне ILED = 0.3 / RS. В рассматриваемой лампе RS составляет примерно 3 Ом, т.е. ток через нагрузку задан равным 0.1 А (при максимально допустимом для микросхемы токе 0.2 А, т.е. имеем хороший запас по данному параметру). В моменты, когда ключ в U1 размыкается, ток через последовательно соединённые дроссель и нагрузку замыкается через диод D1. В те моменты, когда ключ разомкнут, а значит на выводе 4 (DRAIN) микросхемы присутствует высокий потенциал, специализированный узел микросхемы производит "накачку" конденсатора, подключённого к выводу 1 (VDD) до напряжения, необходимого для питания микросхемы. От этого конденсатора микросхема получает низковольтное питание, в том числе и в те моменты, когда потенциал на выводе DRAIN нулевой (при замкнутом MOSFET-ключе).

Конденсатор C4 сглаживает пульсации на выходе драйвера, обеспечивая постоянство тока через нагрузку. Нагрузкой является цепь из последовательно соединённых светодиодов.

Достоинства и недостатки лампы

Рассматриваемой лампе присущи те же достоинства и недостатки, которые характерны и для других моделей светодиодных ламп с импульсным драйвером и которые были разобраны на примере модели с меньшей мощностью.

В тоже время, данная лампа имеет ряд очевидных улучшений: появились фильтры электромагнитных помех; увеличена ёмкость сглаживающего конденсатора; выбранная микросхема работает в облегчённом режиме по току.

И только ситуация с перегревом светодиодов так и не была решена. Дополнительный теплоотвод недостаточно эффективен. Причём, он отводит тепло в зону размещения драйвера светодиодов, что не лучшим образом сказывается на условиях работы драйвера. Температурные условия оказываются настолько тяжёлыми, что в схеме приходится использовать электролитические конденсаторы, рассчитанные на 130°C.

Неисправности и ремонт

По-прежнему типичная неисправность - выгорание светодиодов из-за перегрева. Устраняется заменой неисправных светодиодов (либо заменой сразу всех на светодиоды желаемого типа). Подробно процесс описывается в статье "Светодиодная лампа: схема, работа, ремонт", где рассматривается ремонт лампы с емкостным балластом, но замена светодиодов не зависит от типа драйвера и выполняется точно так же.

Кроме того, в процессе ремонта желательно снизить ток на выходе драйвера. Тем самым создадим запас по току для светодиодов и, одновременно, снизим рассеиваемую на них мощность, а значит, уменьшим нагрев. Естественно, это будет сопровождаться снижением светового потока лампы. Но с этим придётся мириться - конструкция лампы очень сильно ограничивает максимально допустимую рассеиваемую мощность при условии, что перегрев компонентов лампы будет находиться в разумных пределах.

Ток регулируется подбором резисторов RS, используемая в лампе микросхема стабилизирует ток на уровне ILED = 0.3 / RS. В данном случае ток установлен равным 0.1 А. Отпаяв RS1, RS2 и установив один резистор подходящего номинала, получим требуемый ток.

Дополнительно рассеиваемую тепловую мощность можно снизить, уменьшая количество светодиодов (например, заменяя некоторых из них перемычками) или используя светодиоды с меньшим прямым напряжением (используемые в освещении белые светодиоды часто являются сборками из нескольких последовательно соединённых светодиодов, объединённых в одном корпусе; сборки с меньшим количеством светодиодов будут иметь меньшее падение напряжения в прямом направлении).

В результате получим лампу существенно меньшей мощности (желательно, чтобы она была не более 5 Вт), но очень надёжную и с очень длительным сроком службы.

author: hamper; date: 2020-07-02
  Рейтинг@Mail.ru