Собрался делать освещение на дача. По прикидкам получалась необходимая мощность для ламп накаливания примерно 300 — 400 Вт. Решил делать на светодиодах это и экономия и приобщение к новым технологиям.
Было заказано 4 шт. светодиодных матриц на 20 Вт «теплого» цвета, с расчетом использовать на мощность в 1,5 — 2 раза меньше (на случай если есть «китайская погрешность» на заявленную мощность).
Данные матриц от продавца:
Входное напряжение: 30-34Vdc
Мощность: 20 Вт
Световой поток: 1600LM
Продолжительность времени:> 50,000 часов
Размер: 4.7*4.7 см
Трек отслеживался только по Китаю, доставка около месяца. Пришли в такой упаковке.
.
Сами матрицы выглядят так
Прежде чем переходить к схеме несколько слов о параметрах матриц, что я определил опытным путем.
На небольшом токе светятся неравномерно.
С увеличением тока разница незаметна.
Здесь приведена вольт-амперная характеристика.
Здесь — мощность от напряжения.
Заявленные 20 Вт матрица достигает при примерно 36 В, что несколько выше заявленных же 34 В. Параметры у всех матриц мало отличаются. Ток довольно сильно зависит от температуры. Так с 20 градусов при фиксированном напряжении с начальным током 400 мА до 60 гр. ток меняется на 90 мА.
Здесь представлена интенсивность излучения света.
Измерения проводились фотодиодом ФД-24К. Результат, естественно, в относительных единицах. Получается, что увеличение тока в два раза не дает увеличение интенсивности в два раза, а немного меньше.
Перейдем теперь к схеме. Подобные схемы тут обсуждалась и не раз. Для примера приведу одну ссылку
>>>, найти другие думаю не составит труда. Чем же меня привлекла такая схема, это простотой реализации, надежностью и отсутствием помех. Кроме того все основные компоненты были у меня под рукой… много лет.
Четыре матрицы планирую включать последовательно.
Вот схема, так сказать, «а-ля натюрель».
Да, детали довольно древние, но вполне рабочие. К выбору конденсаторов С1 и С2 надо подойти внимательно, важно не только рабочее напряжение, но и тангенс угла диэлектрических потерь, т. к. реактивная мощность в схеме может достигать 150 Вт. Наверно можно использовать пусковые конденсаторы для асинхронных двигателей. Я использовал конденсаторы типа МБГО и нагрева не обнаружил.
Известные недостатки таких схем:
1. Гальваническая связь с электросетью.
2. Отсутствие стабилизации тока
3. Опасность выхода из строя электролита C3 если в цепи светодиодов произойдет обрыв.
4. Большие габариты по сравнению с импульсным ИП.
Разберем эти пункты.
По первому пункту, проблема решается надежной изоляцией, как и в большинстве бытовых приборов. Есть опасность только при наладке, но что тут налаживать? :)
В любом случае надо соблюдать технику безопасности!
По второму пункту, наличие довольно большого балласта уже играет роль стабилизатора тока. Кроме того, в моей схеме еще включены две лампочки, которые имеют нелинейное сопротивление и выполняют роль дополнительного стабилизатора тока (и еще предохранителя). Были проведены испытания светодиодной матрицы на на начальном токе 400 мА. При изменении температуры от 20 градусов до 60, ток увеличился менее чем на 5 мА. Остается проблема нестабильности напряжения электросети (а значит и тока), которую в такой простой схеме не решить.
По третьему пункту, если использовать конденсатор на напряжение 150 В, т. к. сами матрицы будут играть роль стабилизатора на напряжение примерно 140 В, но надо параллельно ставить мощный стабилитрон на напряжение 150 В для защиты от обрыва. Стабилитрону тоже нужен радиатор. Я же просто использовал конденсатор на 350 В, что сняло все эти проблемы.
По четвертому, габариты для моих целей это не принципиально. Планирую поместить в размер 10x8x5 см.
Еще несколько комментариев. В схеме использован электролит на довольно большую емкость — 800 мкФ это сделано для уменьшения пульсаций. Для примера приведу график тока с этой емкостью. График получен в программе симуляторе
Qucs, т. к. осциллографа под рукой нет. Вопрос, как хорошо соответствуют используемые мной в симуляторе светодиоды реальным, остается открытым. В оправдание могу сказать, что по постоянному току, я соответствия добился с точность процентов 10.
Теперь для схемы с маленькой емкостью (100 мкФ).
Как следовало ожидать — большой размах пульсаций тока. Может как мерцание это не будет заметно, т. к. пульсации на частоте 100 Гц. Другой вопрос хорошо ли это для светодиодов и как скажется на долговечности если ток меняется более чем в полтора раза от среднего? Т.к. габариты мне не так важны, в моих силах сделать пульсации тока меньше.
В схеме использован предохранитель, а для индикации выхода его из строя применена неоновая лампочка. В схеме отсутствуют резисторы параллельно конденсаторам, при наладки они не помешали бы, а так особого смысла в них нет.
Несколько слов о радиаторе, естественно он нужен. Я сделал из подручных материалов, ориентировочная площадь 600 кв.см. Как было сказано выше, для своих целей планирую использовать их на мощность 10 Вт, максимум 15 Вт. Надеюсь, что так они прослужат дольше. При мощности около 15 Вт матрица нагревается до 60 градусов при 20 гр. наружного воздуха.
На этом всё.
в любой аппаратуре то же, но не проходит как недостаток (-) правда лучше вольтаж 400,450 вольт
в данной схеме недостаток, когда емкость на 50,100,200 вольт. Не в этом случае
Делать водяное охлаждение для дачного светильника слишком хлопотно…
Ещё можно ставить матрицы боком, свет вверх направлять зеркалами, но это тоже для дачного освещения перебор.
2. Да, внешний вид так себе. Учитывая советы ниже про пыль — не лучше ли будет перевернуть матрицей вниз, и те же матовые стёкла перед матрицей (они заодно и радиатор от глаз прикроют)?
2. С боков думаю зашить деревом под цвет балки, а сверху стекло.
2. Зашить — теплоотдача ухудшится. Либо отвод в сторону («водянка»), либо светить вниз, а радиатор вверх, в тень…
2. Зазоры небольшие оставить и нет проблем.
Пыль проблема, но хуже — трупики насекомых.
Можно еще стекло шкуркой поцарапать, что бы получилось «матовое». Но царапать удовольствие еще то.
img.mysku-st.ru/uploads/images/04/23/32/2016/03/26/38d48b.png
Измеряли обычную лампу накаливания поверенным трёхканальным УФ-Радиометром. Явно, что в трёх лампах разных типов не использовали кварцевое стекло, но от всех идёт УФ-А и УФ-С. Ближний должен проходить через стекло — это легко определяется самодельным спектроскопом, а прохождение дальнего меня удивило.
Делал. 3 последовательные 10вт матрицы с драйвером на 30Вт 0.9А в гараже отлично освещают рабочую зону.
Для знающих видимо ценная информация.
А что выпускают матрицы с параллельными диодами?
В Вашем варианте еще не так критично, 3х3 куда хуже.
У ТС 2*10, что вполне неплохо.
Я вот захотел переделать приборку в старой машинке, и лампы T5, диоды Nichia NS3W183 аля www.fasttech.com/product/1325117-authentic-nichia-ns6w183t-6-chip-parallel-3w-230-l только трех чиповые, купил на месте так как цена заманчивая, три кристалла в параллель, и к параллельному соединению в исполнении Nichia у меня большое доверие.
Да и в эффективности-экономичности наверное тоже проигрывают.
я делал подсветку по периметру шкафа в кухне, на все ушло 4 бакса, из которых 2.5 это блок питания :)
использовал ленту.
очень хорошо освещает, готовить помогает + все видно.
работает уже год стабильно и без сбоев)
где то их дома завалялось штук несколько…
Хорошим тоном считается поставить последоваьельно резистор на 5-10 Ом.
А еще лучшим тоном — параллельно входным конденсаторам что нибудь типа 510кОм.
Я говорю как лучше, а как Вы будете делать, Ваше дело :)
Ток можно регулировать подбирая резистор.
А «правильный» сварочник в садоводстве запросто убьет и китайский импульсный драйвер — причем, возможно, куда быстрее.
У них довольно мелкие кристаллы, как пишут китайцы 24х40mil, на деле, может даже мельче, их рабочий ток не более 150мА, но качество у них китайское и я бы не советовал их кочегарить на полные 150, если требуется срок службы более года интенсивного использования. Если вам нужны честные 20Вт, ищите матрицы с кристаллами 45х45mil или такие же на 50Вт.
Суммарно на две нити 300мА, так у меня и есть.
В матрице 20шт кристаллов, ток каждого кристалла 100мА, типичное рабочее напряжение в таком режиме ~3,2В, какая будет мощность?
Я вам еще больше интересного скажу, ВАХ имеет свойство меняться при нагреве светодиода. А у вас даже стабилизации напряжения нет, при повышении температуры и сетевого напряжения, ток может очень заметно вырасти. А значит должен быть хороший запас.
Поймите, эти матрицы не 20Вт, хоть на них это и написано, они 10-ваттные, но с целью увеличения ресурса, их стоит использовать на 6-8Вт.
У вас нет стабилизации тока, он будет зависеть от падения напряжения на конденсаторе и остальных элементах схемы. Конденсатор не волшебный, он всего лишь реактивное сопротивление. Рассчитывается реактивное сопротивление по формуле Xc=1/(2πfC), где f — частота, C — ёмкость конденсатора (в Фарадах). 1/2*3,14*50*0,000014 = 227Ом. Ваши конденсаторы на 14мкФ являются эквивалентом резистора 227Ом, плюс-минус точность их номинала.
И сразу подсказка: во избежание чудес с пробоем резисторов, в таких цепях их как правило набирают из пары одинаковых, соединенных последовательно.
Либо — и то, и то. Но второе — куда более опасно: повышенный ток утечки греет вовсе не сферического коня в вакууме, а конденсатор изнутри. И рано или поздно такой конденсатор устроит вам «новогодний фейерверк».
Ну и, конечно, минусовать за азы электробезопасности при конструировании устройств с питанием от сети — это несколько странно.
Посчитаем 150В*10мкА=1,5мВт, чем тут греть? Увеличьте в 100 раз — 150мВт все равно ни о чем.
Это не ко мне. Ничего против ваших сообщений не имею.
Интересно импульсное значение тока через КЦ402 :)
Надо брать прибор и измерять параметры конкретных конденсаторов.
Конденсаторы пусковые МБГО
Формулы для перевода:
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ
Тем конденсаторам, что у автора — сколько лет? 40? 60?
Так что — увы, паспортные данные тут не спасут. Только измерения.