Светодиодный светильник на 16 ватт.

 

 Здравствуйте уважаемые коллеги!!
      В  предыдущем уроке  я  рассказывал вам,  как  изготовить  своими  руками  простой светодиодный светильник.

 

 


 

 

Но в процессе эксплуатации этого светильника выявились некоторые недостатки:
     1. малая мощность освещения;
     2. неудобное крепление светодиода на радиаторе;
    
3. сильная зависимость яркости свечения светильника от изменения напряжения в сети;

             Хочу представить вам второй вариант моего электрического светодиодного светильника на 16-ти одноваттных светодиодах. В качестве корпуса для этого варианта, я взял половинку корпуса от люминесцентной ламы на 2 х 20 ватт (распили ножовкой по металлу корпус и пластмасовый колпак, пополам). Получилось подобие переносного электрического фонаря.

     Посмотрим, из чего состоит светильник изнутри...

     Места внутри корпуса достаточно много. Есть место для радиатора со светодиодами,  место для источника питания и для блока стабилизаторов тока.

          
     Блок радиатора со светодиодами представляет законченную конструкцию, немного отличающуюся от предыдущего светильника. Изменился способ крепления и расположение светодиодов на радиаторе. Но, предлагаемое  крепление светодиодов, это тоже не лучший вариант.
     Источником питания служит тот же ИБП, что и в первом варианте светильника, но на напряжение 29 вольт.  Для этого надо просто увеличить количество витков во вторичных полуобмотках w2-1 =  w2-2 =  51 витков в каждой, до напряжения 29 вольт. При этом диоды Д9 и Д10 должны быть на напряжение не ниже 100 вольт и частотой до 100 КГц.
Например диоды КД213А,Б,В.

Блок стабилизаторов тока представляет отдельную конструкцию - два стабилизатора тока установлены на одну изолированную от корпуса площадку. На изолированной плате с контактами расположены детали.

     Как я уже отмечал в предыдущем видеоролике,  у меня очень неустойчивое напряжение в сети 220 В.. В течение 5 минут может измениться от 215 В. до 195 В. и обратно, что очень сказывается на яркости свечения светильника.
     Для того, чтобы устранить такое неудобство, я применил в каждой группе последовательно  соединенных светодиодов, стабилизаторы тока. Они будут работать вместо уравнивающих резисторов R1 и R2 в первом светильнике.

            Электрическая схема самого светильника немного изменилась. Необходимый ток для двух групп светодиодов также составляет 0,56 - 0,62 ампера. Выходное напряжение источника питания должно быть 29 - 30 вольт мощностью 25 ватт, при напряжении сети 220 вольт.  
    Я использовал тот же, сделанный мной импульсный источник питания, что и в первом светильнике, но увеличил выходное напряжение источника до 30 вольт. Для этого нужно  увеличить число витков во вторичных полуобмотках  w2-1 и w2-2.      
      
Количество  витков  на 1 вольт для  этого  ферритового   кольца  n = 1,75,  нужное напряжение   во   вторичных  полуобмотках       w2-1 = w2-2 = 30 В.       Количество витков в полуобмотках: 
w2-1 = w2-2 = n x 30 = 1,75 x 30 = 52.5 витка.
     Примем в каждой полуобмотке по 53 витка провода диаметром 0,5 - 0,6 мм. Все остальные параметры трансформатора остаются прежними.
     Схема электропитания светодиодов осталась та же - последовательно - параллельная: светодиоды по 8 штук в группе соединены последовательно, в свою очередь  эти две группы соединены параллельно. Чтобы получше рассмотреть схему, нажмите на рисунок левой кнопкой.
     В каждую группу из 8 светодиодов, последовательно включен стабилизатор тока, собранный на мощном полевом транзисторе IRF540N.  
     При изменении сетевого напряжения от 190 до 240 вольт, рабочий ток светодиодов изменяется незначительно, в пределах 280 - 310 миллиампер. Изменение яркости света в светильнике почти незаметно.

     Рассмотрим работу стабилизатора тока в группе № 1.
     Например, напряжение в сети 200 вольт, напряжение на выходе источника питания равно 26 вольт. Падение напряжения на R1 равно 0,59 вольта, что соответствует току через группу светодиодов в 295 мА. При включении блока питания откроется полевой транзистор Т2 через резистор 25 КОм. Рабочий ток светодиодов пойдет через резистор R1, исток - сток полевого транзистора, группу светодиодов № 1.
      Напряжение на затворе транзистора Т2, относительно общего провода, будет равно напряжению  источника  питания 26 вольт,  что превосходит предельно допустимое напряжение И - З (+/- 20 вольт для IRF540N) для этого транзистора. Что бы не повышалось это напряжение сверх допустимого, ставим стабилизатор КС215 на 15,0 вольт.
      Транзистор Т1 в это время закрыт  (мало напряжение Э - Б) и не шунтирует переход затвор - исток полевого транзистора.
       С увеличением напряжения сети, увеличивается и напряжение на выходе блока питания, ток через R1 увеличивается, напряжение на нем также увеличивается. Начинает приоткрываться транзистор Т1 и шунтирует переход И - З полевого транзистора. Увеличивается сопротивление перехода И - С полевого транзистора, уменьшается ток в цепи светодиодов, т.е. идет процесс ограничения тока.
     Так  работает система стабилизации тока в цепи светодиодов.
     При других значениях напряжения сети: 210, 220, 230, 240 вольт напряжения в разных точках схемы меняются, кроме значения тока, протекающего через светодиоды. Он  будет неизменен и равен 320 мА.  Соответственно и яркость свечения светильника почти не меняется.
    
В таблице приводятся показания напряжения и тока в разных точках схемы при изменении напряжения питающей  сети.

     Стабилизатор тока можно сделать и на биполярном транзисторе (Т2 и Т4), но тогда нужно поднимать напряжение блока питания до 32 - 35 вольт, что не очень хорошо.

       Мощные  полевые транзисторы нужно ставить на радиаторы площадью 35 - 45 см.кв. на каждый транзистор. Радиаторы изолированы от корпуса и друг от друга. Транзистор установлен на радиатор без изолирующей прокладки.

               Детали, установленные в светильнике:
     - Резисторы: R1 и R2 - по 2 Ома, 1 ватт;  R3 и R4 - по 25 КОм, 0,5 ватт;
    
- Транзисторы: Т1 и Т3 - КТ605, или  другие  маломощные,  на напряжение     40 - 50 вольт, с одинаковым коэффициентом усиления свыше 30;
    
- Полевые транзисторы с изолированным затвором: Т2 и Т4 -  IRF540N или другие подобные транзисторы с изолированным затвором и малым сопротивлением открытого канала  И - С (исток - сток).
    
- Светодиоды одноваттные - 16 штук.

       Спектр излучения светодиодов бывает от 2700 К (теплый белый), до 6500 К (холодный белый). Я пробовал и те и другие цвета.
     "Теплый белый" - получается слишком желтоватый оттенок света, "холодный белый" - имеет немного "мертвецкий" свет, но зато намного ярче светит. Попросите в магазине светодиод со средней температурой, где то 4200 К.
      Я применил одноваттные светодиоды "холодный белый", очень ярко светят. Если применить защитный колпак, "холодность" свечения сглаживается.

     Этот светодиодный светильник по яркости "ощущается" примерно так, как светит 100 ваттная лампочка с нитью накала.

 

 

2017 г.   Виктор Егель