Для чего я заказал эти конденсаторы? Ответ банален. Чтобы «колхозить» светодиодное освещение. А куда ещё их применить можно? Расскажу, как рассчитать ёмкость балласта для светодиодной лампочки. Обзор контрольный. Кто не боится пользоваться такими драйверами, заходим. Для тех, кто не уважает подобные схемы, заходить не обязательно.
Для начала, как обычно, посмотрим, что было в посылке
А в посылке – два пакета с кондёрами, ровно по 50шт. в каждом. Заказал ещё вот эти кондёры
aliexpress.com/snapshot/310648393.html $7.85 (50шт.) у этого же продавца.
Выбирал не только по напряжению и ёмкости, но и по размерам. Они должны быть минимальны, иначе не везде применишь.
А ещё я заказал диоды.
aliexpress.com/snapshot/6008595825.html $8.21 (1000шт.)
С диодами я конечно перебрал. 1000штук – это много. Но разница в цене между 100 и 1000 просто смешная. Диоды 1N4007 (1A 1000V)имеют широчайшее применение в импортной бытовой технике. Можно сказать, ни одно изделие без них не обходится. Можно и в нашей применить. Пусть лежат, если что, подарю часть своим знакомым.
Ну а теперь перейдём к делу.
Берём стандартную китайскую лампочку. Вот её схема (немного усовершенствованная).
Добавил R4, будет вместо предохранителя, а также смягчит пусковой ток. Ток через светодиоды определяет номинал ёмкости С1. В зависимости от того, какой ток мы хотим пропустить через светодиоды, и рассчитываем его ёмкость по формуле (1).
Для расчётов нам необходимо знать падение напряжения на светодиодах. Вычисляется просто. Светодиод ведёт себя в схеме как стабилитрон с напряжением стабилизации около 3В (есть исключения, но ооочень редкие). При последовательном подключении светодиодов падение напряжения на них равно количеству светодиодов, умноженному на 3В (если 5 светодиодов, то 15В, если 10 — 30В и т.д.). Допустим, мы хотим сделать лампочку на десяти светодиодах 5730smd. По паспортным данным максимальный ток 150мА. Я не сторонник насилия. Поэтому рассчитаем лампочку на 100мА. Будет запас по мощности. А запас, как говорится, карман не тянет.
По формуле (1) получаем: С=3,18*100/(220-30)=1,67мкФ. Такой ёмкости промышленность не выпускает, даже китайская. Берём ближайшую удобную (у нас 1,5мкФ) и пересчитываем ток по формуле (2).
(220-30)*1,5/3,18=90мА. 90мА*30В=2,7Вт. Это и есть расчетная мощность лампочки. Всё просто. В жизни конечно будет отличаться, но не намного. Всё зависит от реального напряжения в сети, от точной ёмкости балласта, реального падения напряжения на светодиодах и т.д. Кстати при помощи формулы (2) вы можете рассчитать мощность уже купленных лампочек. Падением напряжения на R2 и R4 можно пренебречь, оно незначительно. Можно подключить последовательно достаточно много светодиодов, но общее падение напряжения не должно превышать половины напряжения сети (110В). При превышении этого напряжения лампочка болезненно реагирует на все изменения напряжения сети. Чем больше превышает, тем болезненнее реагирует (это дружеский совет).
И всё же, на сколько точны номиналы ёмкостей, проверим. Сначала 2,2мкФ.
Теперь 1мкФ.
Погрешности небольшие, не более 2%. Можно смело брать.
Перейдём к практическому применению. Кому интересно, посмотрите, куда применил. Это уже было в одном из предыдущих обзоров, поэтому спрятал под спойлер.
Вырезка из обзора панелей
В одном из моих обзоров подключал панели к драйверу на кондёрах. Вот такая лампочка получилась из энергосберегайки. Напомню, модуль состоит из пяти параллелей. В каждой параллели 18 светодиодов 2835smd. Падение напряжения 51В.
Посчитаем ток из формулы (2):
Получаем ток =(220-51)*2,2/3,18=117мА. 51В*117мА=6Вт светодиодной мощности (66,7мВт на каждый светодиод-33% от номинала) — расчётная мощность светильника. Собираем, включаем. РАБОТАЕТ!
Но без защитного стекла или пластикового рассеивателя подобные лампочки использовать нельзя. Все светодиоды под фазой, в рабочем режиме касаться нельзя. А теперь посмотрим, что показывают приборы. Куда ж я без них?
Прибор показал 5,95Вт.
Конечно, такую лампочку можно использовать разве что в сарае.
А у людей есть и сараи и гаражи. И туда тоже надо что-то вкручивать (деревенский вариант, объясню почему). Летом часто езжу в деревню. А в деревне напряжение больше 200В не поднимается, бывает и ниже. А теперь посчитаем мощность нашей лампочки при 180В в сети. Всё по той же формуле сначала найдём ток, который течёт через светодиоды. Только вместо 220В в формуле поставим 180В. Итого 110мА*51В=5,6Вт. Как видим, мощность почти не изменилась. А вот лампочки накаливания при таком напряжении ели коптят.
Вариант с гаражом. В гараже наоборот, лампочки не успеваю менять – минимум 240В. Посчитаем ток и мощность при 260В, всё по той же формуле. Имеем: 145мА*51В=7,4Вт (41% от максимальной мощности). До перегорания слишком далеко. Вывод: и при 180В будет светить и при260В не перегорит.
А теперь попробую оценить качественные характеристики света. Попробовал осветить стену
Светит очень ярко, тёплым приятным светом, ярче чем лампа накаливания на 60Вт (снимок ниже). Можете сравнить яркость и цветовой тон. Всё снималось в одинаковых условиях, на одном и том же расстоянии от стены.
Мощность лампы накаливания я тоже измерил для чистоты эксперимента, тем же прибором при тех же условиях.
Лампа накаливания – 56,5Вт.
Светодиодная лампа – 5, 95Вт.
Обе лампочки вставлял по очереди в настольный светильник с отражателем. Вы его видели.
Теперь вырезка из последнего моего обзора. Правда, добавил измерения.
Вырезка из обзора Про диоды 1W LED Bulbs High power
При помощи этих светодиодов решил переделать светильник.
Лампочки уже испортились, а новые идут невысокого качества.
Светильник решил подключить через кондёры, большАя мощность мне не нужна, а электронный драйвер приберегу для чего-нибудь более стоящего. А вот и схема.
Все диоды соединяю последовательно.
Плату для драйвера тоже изготовил из того, что было (по-быстрому)
Даже штырь для крепления был. Дроссель убирать не стал. Оставил для веса, иначе лампа будет падать.
Сделал по всем правилам электробезопасности. Ни одного элемента под напряжением наружу не выходит. Плата закреплена печатными проводниками внутрь.
Посчитаем мощность получившейся лампочки. Сначала по формуле (2) найдём ток через светодиоды при ёмкости балласта 3,2мкФ. (220-18)*3,2/3,18=203,2мА. 203,2мА*18В=3,66Вт – расчётная мощность (при напряжении в сети 220В).
Смотрим на прибор
Прибор показывает 3,78Вт. Но ведь и в розетке 232В, а не 220В. Погрешность минимальна.
И, как обычно, посмотрим как светит.
Это светит лампочка на 40Вт. Естественно, все лампочки в равных условиях (выдержка на ручнике, расстояние до стены одинаковое).
Это мой светодиодный светильник. Фотоэкспонометр подсказывает, что светит ярче сороковки.
Ну и наконец третий прибор, где их (кондёры) можно применить. Много лет пользовался самодельной зарядкой.
Дополнительная информация
В ней тоже стоит токовый драйвер на конденсаторах.
Сделана была задолго до того, как я получил кондёры и диоды из Китая. Поэтому все детали отечественные.
Схема стандартная, как в китайских лампочках.
Именно для этой зарядки я и вывел формулу для расчёта ёмкости балласта. Так что, если кто хочет, может сам рассчитать и ток и время заряда с другими конденсаторами в балласте.
А теперь попытаемся подытожить. Постараюсь выделить все плюсы и минусы подобных схем.
-Во время работы КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя касаться элементов схемы, они под фазой.
-Невозможно достичь высоких токов свечения светодиодов, т.к при этом необходимы конденсаторы больших размеров.
-Большие пульсации светового потока частотой 100Гц, требуют больших фильтрующих ёмкостей на выходе.
+Схема очень проста, не требует особых навыков при изготовлении.
+Не требует особых материальных затрат при изготовлении. Большинство деталей можно найти в любом сарае или гараже (старые телевизоры и т.д.).
+Незаменимы как начальный светодиодный опыт, как первый шаг в освоении светодиодного освещения.
Я написал своё видение, свое отношение к подобным схемам, Оно может отличаться от вашего. Но я его высказал. А вывод как всегда делать вам.
На этом всё. Больше к подробному разбору подобных схем возвращаться не буду. Измусолил их от и до.
А в конце для тех, кто отслеживает треки.
Дополнительная информация
На этом всё!
Удачи всем.
Хотя и такое питание, о котором говорится здесь, не только имеет право на существование, но в ряде случаев оправдано: это и дешевле, и проще, и вполне приемлемо.
Пусть каждый сам для себя решает в каждом случае, какую схему питания выбирать. А за обзор спасибо.
странныйкитайский :-))), у него диоды Шоттки 5819 по цене 6 за 100 и буквально рядом они-же 8 за 100mySKU.me/blog/aliexpress/25381.html
Да и 1000 шт. можно взять дешевле: aliexpress.com/item/Rectifier-diode-DO-41-1N4007-IN4007-1A-1200V-1000PCS-LOT-Free-shipping/2002242003.html
Каждый полупериод сети конденсатор перезаряжается на deltaU=2*(Uампл-Uц), а Uампл=~220V*1,41. И при большом Uц разница с приведенной формулой будет очень заметна. (deltaQ=deltaU*C; Iц=Iсредн=deltaQ*2*F).
В качестве R4 удобно/выгодно использовать NTC-термистор 15-50 ом (Inrush Current Limiter). Хорошо подходит дисковый ~0.5W (диаметр 6-8mm) на 1 ампер. Термистор должен устанавливаться без теплоотвода, после стартового прогрева (2-5сек) его сопротивление снижается до 2-10 ом, а пусковой ток значительно снижается.
У меня такие термисторы уже лет 15 встроены в розетки потолочных светильников, очень помогли удлинить жизнь ламп накаливания, не конфликтовали с CFL-энергосберегайками, а сейчас не мешают жить LED-лампам (15-30W).
автор пишет: "(220-30)*1,5/3,18=90мА. 90мА*30В=2,7Вт. Это и есть расчетная мощность лампочки."
Но схема (в общем) имеет последовательное соединение элементов. На светодиодах — 90мА*30В=2,7Вт, а на входе где 220В (ток то везде один) получается — 90мА*220В=19,8Вт. Так чтож получается? Лампа ест 20 Вт, а светит на 3Вт? Куда уходит все остальное? я не эксперт конечно, но померив сколько току бежит из розетки в схему, весма озадачился! В чемже экономичность светодиодов??? А если запитать 1 светодиод мощностью 3,5Вт (3,5В, 1А), поставить емкость примерно 15 мкФ, то ток из розетки будет бежать 1 А * 220В = 220Вт, а гореть будет на 3,54Вт??? Расскажите где у меня в голове проблема??? ;)
Счётчик считает Активную.
Есть ещё и Реактивная, которая не расходуется.
Когда разберётесь с этими понятиями, будет Вам счастье!
P.S. Обмахнулся на аукционе ebay в итоге заказал лампу на 110в
Поставить как по схеме в статье входной резистор, сглаживающий старт. Номинал — надо считать, думать. Поставить разрядный резистор пониже номиналом — у вас-то 10 мкФ, а не 2 как у автора, значит у вас разряжаться будет медленнее.
Так же частично пусковой бросок берёт на себя параллельный СД кондёр — у вас он отсутствует.
Кстати, вроде есть схема включения в качестве гасящего сборки из параллельно-встречно включенных электролитов и диодов, но на практике они не встречались…
Это совсем не сложно, по размеру и цене выходит меньше.
Конкретно — линейка из 23-х 10-ваттников на алюминиевом профиле 70см длиной, то есть 69 диодов последовательно и 3 параллельно.
Использовал два конденсатора на 22мкф 400в, то есть получается в результате 11мкф, зашунтировал их диодами, чтобы обратный ток не шел через электролит. На входе моста поставил термистор для ограничения пускового тока, а на выходе еще один такой же электролит для сглаживания пульсаций.
Смонтировал на макетнике.
Суммарная мощность составила 66 ватт, то есть всего на треть мощности светодиодов, больше давать я не стал, радиатор и так с трудом справляется с охлаждением.
В другой раз буду ставить светодиоды более редко, но эти уже приклеены к профилю, да и не жалко, они очень дешевые.
Профиль поворачивается вдоль оси между двумя уголками от стены или потолка.
Все вместе выходит дешево и сердито.
Недостатка такой схемы три: отсутствие гальванической развязки, невозможность плавной регулировки яркости и нестабильная работа в условиях «деревенской» электросети.
У нас в розетке четко 230в плюс-минус 5в, так что эта проблема не стоит.
Яркость таки надо уменьшать, пока что я делаю это переключением номинала конденсатора (для меньших номиналов использую такие же пленочные конденсаторы, как в этой статье), но в будущем хочу собрать нормальный драйвер с регулятором на HV9910 или чем-то подобном.
Гальваническую развязку не планирую совсем, но корпус заземляю.
Конденсатор 175J400V
Напряжения после выпрямителя: 140в, и ток 60ма, падение на одном светодиоде 3.1в, 45 светодиодов последовательно.
Считаю по вашей формуле: i= 220 -140*1.7/3.18 = 136/ 3.18=42,76...ma
По вашим расчетам должен стоять C=3.18*60/ 220 — 140 = 190.8 / 80 =2,385mkf = 2.4 mkf
Почему такие расхождения?
Совсем недавно у меня один китайский баласт такой выстрелил, точнее кондиор электролитический на 50 вольт который был.
Во многих схема видим что там должно быть 400вольтовые