Как уменьшить напряжение в светодиодной лампе?
Очень часто перегорают светодиоды в лампочке, стал проверять почему, всё оказалось просто завышены их токи, стоят светодиоды на 9V 100ма, а на деле завышено и напряжение и ток. Вот я захотел уменьшить напряжение, соответственно уменьшился бы и ток. Я добавил сначала ещё один светодиод (точно с такими параметрами), замерил ничего не изменилось, добавил ещё один смотрю у меня напряжение растёт с каждым добавленным диодам. Так получается замкнутый круг, я добавляю что бы уменьшить а оно так же прибавляется. Я добавил ещё токограничивающий резистор сначала на 20 потом поменял его на 100 Ом та же история и напряжение и ток ещё вырос. Схема питания не примитивная, может это и хуже. Так как же мне понизить напряжение а количество диодов что бы добавить? Что бы моя лампа работала в лёгком режиме.
Светодиод, это электронный элемент, который питается не напряжением а током. Если через него пропустить ток соответствующий его паспортным данным, то напряжение на нём выставится "автоматически" согласно паспортным данным. Т.е. если мы имеем девятивольтовые светодиоды (кстати на одном кристалле таких не бывает, стало быть в корпусе имеется три кристалла с падением напряжения на каждом по 3 — 3,2 вольта, в итоге получаем 9 — 9,6 вольт) то при последовательном их соединении напряжение на крайних выводах этой цепочки будет равно количеству светодиодов умноженное на 9 вольт. 7 штук = 63 вольта, 10 штук = 90 вольт и т.д.
Никодимыч задал вопрос:
Ответ: Чтобы уменьшить напряжение в светодиодной лампе, необходимо уменьшить количество светодиодов в цепочке.
Но при этом, сила тока проходящая через эту цепочку светодиодов останется прежней ( заданной резистором Rcs) и светодиоды будут также работать в предельном режиме.
Но баловаться напряжением на цепочке светодиодов и током проходящим через эту цепочку можно только в разумных пределах. Иначе неминуем фатальный исход для микросхемы драйвера. Чтобы этого не произошло, в даташите имеется график области допустимых значений выходных напряжений и токов для безопасной работы драйвера. По буржуйски — SOA.
Полного даташита на JW1795 я не нашёл. Нашёл полный на JW1792. Параметры у них практически одинаковые за исключением сопротивления канала сток-исток.
А это область допустимых значений напряжений и токов для JW1792.
Так как у нас вариант корпуса SOP8, то пользуемся графиком серого цвета.
Ток рассчитывается по формуле I = 0,3/Rcs. Отсюда Rcs = 0,3/I
Берём ток равный 100 миллиампер, тогда Rcs = 0,3/0,1 = 3 Ом.
При таком токе мы можем использовать ряд напряжений 40-120 вольт. Т.е. подбирать количество светодиодов в цепочке исходя из допустимого напряжения.
Опять же, допустимое напряжение выбираем исходя из величины питающего (сетевого) напряжения. Если сетевое напряжение ниже 100 вольт то напряжение на выходе драйвера на поднимется выше 70 вольт. Это можно прочитать в верхнем скриншоте.
Вы не до конца понимаете принцип работы этой лампы. Источник питания светодиодов стабилизирует ток через них. Когда вы добавляете резистор или еще один светодиод, ток остается тем же самым. Это нужно, так как светодиоды нельзя питать напряжением, а нужно питать током. Светодиод по своей природе аналогичен стабилитрону: при напряжении ниже примерно трех вольт ток через светодиод почти не течет, а при его повышении он внезапно и быстро растет, уходя за допустимые пределы. То есть если пытаться подобрать рабочее напряжение для светодиода, окажется, что его надо поддерживать с точностью до сотых вольта, оно свое для каждого экземпляра светодиода и к тому же уменьшается с ростом температуры. Поэтому индикаторные светодиоды включают через резистор, а мощные осветительные — питают от источника стабильного тока.
Чтобы снизить ток, нужно найти (по datasheet’у на примененную в драйвере микросхему контроллера) токозадающий резистор и изменить его сопротивление. Впрочем, проблема не в завышенном токе, а в недостаточном теплоотводе, а также в развитии неустойчивостей в длинной цепи последовательных светодиодов при их резком включении: светодиоды открываются неодновременно и к последнему запертому светодиоду оказывается приложено напряжение, многократно превышающее допустимое, что приводит к его лавинному пробою.
Что понижает напряжение в светодиодной лампе
Попадаются светодиодные лампы, которые не могу отремонтировать.
Прошу помощи.
Вот так подключены светодиоды и драйвер:
Напряжение под нагрузкой между двумя средними контактами "+" и "-": 62В.
Напряжение на каждом диоде: 8,9В.
Ток в цепи светодиодов: 220мА (включены 7 групп, по 3шт. в группе, на одном диоде получим 220/3 = 73,3мА).
Хочу уменьшить ток.
Рядом с микросхемой драйвера стоят резисторы общим сопротивлением 0,7Ом.
Выпаиваю один резистор и сопротивление становится 1,3Ом.
Включаю лампу, успеваю измерить ток: с 220мА он понизился до 155мА.
Измеряя ток, вижу что не все светодиоды светят одинаково (ВСЕ ДЕЙСТВИЯ ДЕЛАЮ С НОВОЙ ЛАМПОЙ).
Некоторые группы горят нормально, а некоторые еле-еле и подмигивают.
Едва я успел измерить ток, как лампа погасла и около 4 светодиодов почернели.
Подскажите пожалуйста, как в лампах с такой схемотехникой корректно уменьшать ток?
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Взаимоисключающие параграфы.
Ищите, где коротнули во время выпайки/измерения.
Я ремонтирую/дорабатываю подобным же образом — удалением резистора с бо́льшим сопротивлением из параллельной пары. И никаких проблем.
Ведущий производитель электрического оборудования компания MORNSUN выпустила серию источников питания на DIN-рейку LI100-20BxxPR3 c выходами на 12, 15, 24 и 48 В. ИП позиционируются для умных домов, а так же используются в составе оборудования для промышленной автоматизации, различных производственных машин, рельсовых систем транспортировки и другого оборудования, работающего в условиях неблагоприятной окружающей среды.
Ничего не выпаивал.
Перерезал дорожку между группами светодиодов и туда амперметром становился.
Если смотреть на фото то перерезал слева от контакта B1, там ничего рядом нет, чтобы закоротить.
Одел затемнённые очки для газосварщиков, встал щупами в разрыв цепи, увидел, что ток понизился.
Потом, на светодиоды смотрю, а они горят с разной яркостью.
Секунд 5 ещё прошло и всё потухло.
Очки снимаю, а там четыре почерневших.
Попадалась ещё одна лампа с выходом драйвера 310В, там 12 диодов были включены последовательно.
В таких вариантах заменять сгоревшие светодиоды перемычкой у меня не получилось – горят другие моментально.
Даже измерить ток на светодиоде не перерезая дорожку нельзя.
Только начнёш мерять ток, светодиод гаснет и на остальные идёт повышенное напряжение и горят другие диоды.
С лампами, где драйвер на выходе делает около 110В проблем нет. Можно и коротить диоды и уменьшать ток без проблем.
А с этими, где 310В без нагрузки, не могу разобраться.
Компания MEAN WELL продолжает активное развитие номенклатуры, осваивая новые направления и обновляя существующую продукцию с учетом возрастающих требований. В настоящий момент в Компэл представлено множество недавно вышедших новинок MEAN WELL.
MEAN WELL выпустил ряд таких новинок как мощные высоковольтные управляемые источники питания, DC/DC-преобразователи со сверхшироким входом (с креплением на DIN-рейку и на шасси), полностью обновил линейку зарядных устройств (ЗУ), DC/AC-преобразователей (инверторов) и ИБП для охранно-пожарных систем. Кроме того, выпущены специальные источники питания с выходным напряжением в виде ШИМ для светодиодных лент и модулей управляемых по DALI2 и 0…10 В, а также другая продукция.
Сделаем “вечным” светодиодный светильник.
Всем привет. В этой статье вы узнаете о методах продлевающим жизнь светодиодным светильникам, лампочкам и всему что связано со светодиодным освещением. Модернизировать будем известным нам по прошлой статье светодиодный светильник Varton 12W.
Уважаемый Remonter, недавно упоминал в статье о светодиодной подсветке телевизоров, о том что многие производители намеренно идут на ухищрения, прибыли ради и ради того чтобы грубо говоря их заводы не закрыли.
В прошлой своей статье о ремонте светиодного светильника я рассказал вам как его починить, а вот как продлить ему жизнь, решил рассказать в этой отдельной статье.
Суть методов состоит в том чтобы ограничить ток подаваемый на светодиоды, путём подбора токового резистора на плате драйвера, который ,,чувствует нагрузку и сигнализирует об этом микросхеме”, а та в всою очередь убавляет или прибавляет ток, подстариваясь под норму. Подстраивая резисторы (прибавляя сопротивление, чтобы сделать тускло) мы настраиваем желаемое свечение. Либо, как второй вариант, включения обычных диодов или токоограничивающих резисторов, в разрыв цепи питания светодиодов.
Светильник разобран
Дабы всё было понятно в нашем частном случае, срисовал схему блока питания светильника с платы. Даташит на шим-микросхему найти не предоставилось возможным, поэтому пришлось рассчитывать на свою интуицию, опыт, информацию в интернете и советы Remonter-a, администратора нашего сайта.
Схема драйвера светодиодного светильника
Схема проста. Перед диодным мостом установлен терморезистор, ограничивающий обычные завышенные скачкообразные пусковые токи конденсатора, при включении драйвера. Также установлен помехоподавлящий Y-конденсатор, устранящий помехи из схемы в сеть и из сети в схему. За диодным мостом конденсатор, сглаживающий пульсации с диодного моста, за ним резистор слегка ограничивающий напряжение, далее резистивный делитель из трех резисторов, задающий режим работы микросхемы, еще один сглаживающий конденсатор, два паралельно включенных токовых резитора. За микросхемой диод разряжающий на себя остаточный ток дросселя и возвращая ток снова на него, после выключения драйвера, защищающий таким образом схему. За диодом резистор и конденсатор, сглаживающие остаточные пульсации после дросселя. Ну а в конце уже следует и сама нагрузка в виде светодиодов.
Найти токовые резисторы на плате драйвера легко. Как правило они низкоомные и часто стоят по несколько штук в паралель, как раз для токовой настройки. В нашем случае их два, 3,4Ом и 2,5Ом, ,,висящие” между 3-ей и 8-ой ногами микросхемы.
Внешний вид платы и токовые резисторы
Поначалу пробовал вставить в разрыв питания светодиодов, математически рассчитанное на 30-ти процентное понижение тока сопротивление. К своему удивлению, вместо падения тока увидел мерцание светодиодов, с понижением яркости. Смотрите видео мерцания.
Так как даташита на микросхему не нашёл, предположил что это является особенностью её работы. Поэкспериментировав и поколдовав с осциллограмами в ключевых точках схемы, решил пойти более простым путём подбора токовых сопротивлений. К слову установка диодов в разрыв цепи в моем случае не дала ощутимого эффекта, так как пришлось бы набирать много диодов.
И так, замерил напряжение и ток потребления светодиодов в обычном заводском режиме, прибор показал 240В и 0,143А соответственно (амперметр включаем в разрыв цепи). Выпаял первое токовое сопротивление (2,5Ом), включил и о чудо – яркость светодиодов снизилась. Снова замерил ток и напряжение, показало 95В и 0,058А. Меня это вполне устроило, так как потребление тока уменьшилось почти в два раза.
Потом для полноты эксперимента вернул первый резистор на место, а второй (3,4Ом) выпаял и снова включил светильник. Эффект оказался не столь очевидным, т.е. свечение примерно на 70%, от заводской ,,нормы”.
На первом варианте с резистором в 2,5Ом решил остановиться, потому как это меня вполне устраивало. При 50% понижении потребления тока, визуально свечение упало примерно на 40%.
После часовой прогонки светильника, собрал его.
P.S. Для продления жизни светодиодам и вообще любым полупроводниковым элементам, применяют еще охлаждение, в виде радиаторов, в придачу вентиляторами или без оных. Радиаторы эффективно отводят тепло и таким образом спасают светодиоды от ускоренной температурной деградации (особенно дешёвых). Этот вариант не совсем подходит, если ток потребления светодиодов искусственно завышен производителем. В моём случае это оказалось не совсем уместным вариантом. К тому же я убил трёх зайцев, исправил заводской ,,косяк”, убавил ток на светодиоды ниже им положенной нормы, и избавил светодиоды от ускоренной деградации, уменьшив их нагрев.
Подытожу. Таким вот незамысловатым образом мы с вами можем продлить жизнь светодиодным светильникам, лампочкам, светодиодным лентам, любым активным нагрузкам, нуждающихся в уменьшении ненормально завышенного тока.
Защита светодиодных ламп от перегорания: схемы, причины, продлеваем жизнь
На рынке светодиодных ламп и светильников представлен широкий спектр продукции в разных ценовых диапазонах. Основное отличие приборов низкого и среднего ценовых сегментов заключается в большей степени не в используемых светодиодах, а в источниках питания для них.
Светодиоды работают от постоянного тока, а не от переменного, который протекает в бытовой электрической сети, а от качества преобразователя в большей степени зависит надежность ламп и режим работы светодиодов. В этой статье мы рассмотрим, как защитить светодиодные лампы и продлить жизнь дешевым моделям.
Всё описанное ниже справедливо и для светильников и для ламп.
Содержание статьи
Два основных вида источников питания для светодиодов: гасящий конденсатор и импульсный драйвер
В самой дешевой светодиодной продукции используется гасящий конденсатор в качестве источника питания. Принцип его работы основан на реактивном сопротивлении конденсатора. Отметим простыми словами, что в цепях переменного тока конденсатор представляет собой аналог резистора. Отсюда следуют такие же недостатки, что и при использовании резистора:
1. Отсутствие стабилизации по напряжению или току.
2. Соответственно при росте входного напряжения увеличивается и напряжение на светодиодах, соответственно растёт и ток.
Эти недостатки связаны между собой. В отечественных электросетях, особенно в отдаленных районах, дачных поселках, деревнях и частном секторе часто наблюдаются скачки напряжения. Если напряжение проседает ниже 220В это не так страшно для ламп собранных по этой схеме, ток через светодиоды будет ниже, соответственно они прослужат дольше.
Схема светодиодной лампы с гасящим конденсатором:
А вот если напряжение будет выше номинального, например 240В, то светодиодная лампы быстро сгорит, по причине того, что и ток через светодиоды возрастет. Также очень опасны и импульсные скачки напряжения в сети, они возникают вследствие коммутации мощных электроприборов: вы наверняка замечали, что при включении холодильника или пылесоса, например, свет «моргает» — это и есть проявление этих импульсных скачков. Также они возникают во время грозы или аварийных ситуациях на ЛЭП или электростанции. Выглядит импульс следующим образом:
Импульсные драйвера для светодиодов
В светодиодных лампочках среднего и высокого ценового сегмента используются драйвера импульсного типа со стабилизацией тока.
Светодиоды работают от стабильного тока, напряжение для них не является основополагающей величиной. Поэтому драйвером называют источник тока. Его основными характеристиками является сила выходного тока и мощность.
Стабилизация тока реализуется с помощью цепей обратной связи, если не вдаваться в подробности существует два основных типа драйверов, которые используются в светодиодных лампочках и светильниках:
1. Бестрансформаторный, соответственно без гальванической развязки.
2. Трансформаторный – с гальванической развязкой.
Гальваническая развязка – это система, которая обеспечивает отсутствие прямого электрического контакта между первичной цепью питания и вторичной цепью питания. Она реализуется с помощью явлений электромагнитной индукции, иначе говоря, трансформаторами, а также с помощью оптоэлектронных устройств. В блоках питания для гальванической развязки используется именно трансформатор.
Типовая схема бестрансформаторного 220В драйвера для светодиодов изображена на рисунке ниже.
Обычно они построены на интегральной микросхеме со встроенными силовым транзистором. Она может быть в разных корпусах, например TO92, он используется также и в качестве корпуса для маломощных транзисторов и других ИМС, например линейных интегральных стабилизаторов, типа L7805. Встречаютcя и экземпляры в «восьминогих» корпусах для поверхностного монтажа, типа SOIC8 и другие.
Для таких драйверов повышения или понижения напряжения в питающей сети не страшны. Но крайне нежелательны импульсные перенапряжения – они могут вывести из строя диодный мост, если драйвер бестрансформаторный, то 220В попадут на выход микросхемы, или же мост пробьёт на КЗ по переменному току.
В первом случае высокое напряжение «убьёт светодиоды», вернее один из них, как это обычно происходит. Дело в том, что светодиоды в лампах, прожекторах и светильников обычно соединены последовательно, в результате сгорания одного светодиода цепь разрывается, остальные остаются целыми и невредимыми.
Во втором – выгорит предохранитель или дорожка печатной платы.
Типовая схема драйвера для светодиодов с трансформатором изображена ниже. Они устанавливаются в дорогую и качественную продукцию.
Защита светодиодных ламп: схемы и способы
Есть разные способы защиты электроприборов, все они справедливы для защиты светодиодных светильников, среди них:
1. Использование стабилизатора напряжения – это самый дорогой способ и для защиты люстры его использовать крайне неудобно. Однако можно запитать весь дом от сетевого стабилизатора напряжения, они бывают различных типов – релейные, электромеханические (сервоприводные), релейные, электронные. Обзор их преимуществ и недостатков может стать темой для отдельной статьи, пишите в комментарии, если вам интересна эта тема.
2. Использование варисторов – это прибор ограничивающие всплески напряжения, может использоваться как для защиты конкретного светильника или другого прибора, так и на вводе в дом.
3. Использование дополнительного гасящего конденсатора последовательном включении. Таким образом, ограничивается ток лампы, конденсатор рассчитывают исходя из мощности лампы. Это скорее не защита, а понижение мощности лампы, в результате при повышенных значениях напряжения в электросети срок её службы не сократится.
Варистор для защиты ламп и другой бытовой техники
Варистор – это прибор ограничивающий напряжение, его действие подобно газовому разряднику. Это полупроводниковый прибор с переменным сопротивлением. Когда на его выводах напряжение достигает уровня напряжения срабатывания варистора, его сопротивление снижается с тысяч мегаом до десятков Ом и через него начинает протекать ток. Его подключают в цепь параллельно. Таким образом, происходит защита электрооборудования.
Внешний вид варисторов
Un — классификационное напряжение. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА;
Um — максимально допустимое действующее переменное напряжение (среднеквадратичное);
Um= — максимально допустимое постоянное напряжение;
Р — номинальная средняя рассеиваемая мощность, это та, которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в установленных пределах;
W — максимальная допустимая поглощаемая энергия в джоулях (Дж), при воздействии одиночного импульса.
Ipp — максимальный импульсный ток, для которого время нарастания/длительность импульса: 8/20 мкс;
Со — емкость, измеренная в закрытом состоянии, при работе ее значение зависит от приложенного напряжения, и когда варистор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.
Для увеличения рассеваемой мощности производители увеличивают размер самого варистора, а также делают его выводы более массивными. Они выступают в качестве радиатора для отвода выделенной тепловой энергии.
Для защиты электроприборов в отечественных электросетях переменным напряжением в 220В подбирают варистор больший, чем амплитудное значение напряжения, а примерно равно 310В. То есть можно устанавливать варистор с классификационным напряжением около 380-430В.
Например, подойдет TVR 20 431. Если вы установите варистор с меньшим напряжением, то возможны его «ложные» срабатывания при незначительных превышениях напряжения питающей сети, а если установите с большим – защита не будет эффективной.
Как уже было сказано, варисторы могут устанавливаться непосредственно на вводе в дом, таким образом, вы защитите все электроприборы в доме. Для этого промышленностью выпускаются модульные варисторы, так называемые УЗИП.
Вот схема его подключения для трёхфазной сети, для однофазной – аналогично.
Эти схемы с использованием дифавтомата и защитой от высокого потенциала на одном или двух проводах однофазной цепи не менее интересны.
Для защиты одного светильника или лампочки используют такую схему включения, она приведена на примере самодельного светодиодного светильника, но при использовании готового светильника или лампы варистор устанавливается также – параллельно по цепи 220В.
Вы его можете установить как в корпусе самого осветительного прибора, так и на питающих проводах снаружи. Если он подключается к розетке – варистор можно расположить в розетке. Варистор можно заменить супрессором.
В этом видео ролике автор интересно рассказывает о таком способе защиты.
Готовые решения
Устройство защиты от импульсных перенапряжений для светодиодных светильников – от производителя LittleFuse. Обеспечивают защиту от перенапряжений величиной до 20 кВ. В зависимости от конструкции устанавливается в параллель или последовательно.
На рынке имеются устройства с разными характеристиками – напряжением срабатывания и пиковый ток.
Устройство защиты светодиодов сохраняет лампы при импульсах напряжения. Подключается параллельно цепи освещения после выключателя. Также предотвращает самопроизвольное мигание светодиодных лампочек при использовании выключателей с подсветкой.
Суть работы такого устройства заключается в том, что внутри установлен конденсатор. Ток подсветки выключателей течет через него, также он сглаживает всплески напряжений.
Подобное или аналогичное устройство от фирмы Гранит, модель БЗ-300-Л. Индекс «Л» в конце говорит о том, что это блок защиты для светодиодных и энергосберегающих ламп (клл).
Внутри расположено три детали, одну из которых мы рассмотрели выше:
Вот принципиальная схема. Вы можете её повторить.
Заключение
Полностью исключить вероятность перегорания светодиодных ламп и светильников невозможно. Однако вы можете продлить лампочкам жизнь, минимизировав влияние скачков напряжение. Сделать это можно либо своими руками, либо купив блок защиты светодиодных ламп заводского исполнения.
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Делимся опытом, Освещение дома, Электросхемы