О блоках питания из энергосберегающей лампы: схема изготовления устройства

Содержание

Теоретическое обоснование

Светодиоды работают при низком напряжении – порядка 2-3В. Но самое главное, для нормальной работы требуется не стабильность напряжения, а стабильность тока, по ним протекающего. При понижении тока снижается яркость свечения, а превышение приводит к выходу из строя диодного элемента. Полупроводниковые устройства, к которым относятся светодиоды, имеют ярко выраженную зависимость от температуры. При нагреве сопротивление перехода падает и возрастает прямой ток.

Простой пример: источник стабильного напряжения выдает 3В, при токе потребления светодиода 20мА. При повышении температуры напряжение на светодиоде остается неизменным, а ток возрастает вплоть до недопустимых значений.

Для исключения описанной ситуации, источники света на полупроводниках запитывают от стабилизатора тока, он же драйвер. По аналогии с люминесцентными лампами драйвер иногда называют балластом для светодиодов.

Наличие входного напряжение 220В вместе с требованием стабилизации тока приводит необходимости создания сложной схемы питания светодиодных ламп.

Что такое драйверы для светодиодов и зачем они нужны

Светимость полупроводникового
лед-кристалла напрямую зависит от силы тока, проходящего через него.
Нестабильность этого параметра, характерная для бытовой сети 220 В, приводит к
быстрой деградации материала и выходу из строя светодиода. Поэтому и требуется
для него драйвер. В его задачу входит преобразование параметров электрического
тока в следующих направлениях:

Стабилизация силы в точном значении выходных параметров.
Задание амплитуды.
Выпрямление из переменного в постоянный.

Особенности драйвера светодиодов на 220 В

Главная особенность
драйвера для светодиодов, питание которых осуществляется от 220 В, состоит в
том, что он изменяет напряжение и предназначен для работы с электрическим током
подобных характеристик. Поэтому для подключения лампочки не пригодны его
низковольтные аналоги – например, от фонарика или автомобиля на 12 вольт. Кроме
того, модели последнего типа могут включать в состав понижающий блок –
трансформатор.

При изготовлении
преобразователя своими руками следует знать его основные характеристики:

Потребляемый ток. Должен совпадать со значением аналогичного параметра светодиодов, в противном случае они либо не будут выдавать полной яркости, заложенной производителем, либо перегорят.
Мощность. Эта характеристика выражается в ваттах и равняется суммарной мощности всех led-узлов схемы.
Напряжение на выходе. Находится в прямой зависимости от способа подключения и количества лед-элементов и падения напряжения на них – рассчитывается из суммарного их значения.

Расчет мощности при выборе ленты из последовательно соединенных светодиодов позволяет правильно подобрать драйвер для питания подсветки от 220 В. Итоговое значение равняется сумме данного параметра всех элементов плюс 25% (запас на возможную перегрузку). Например, в лед-полоске 20 элементов по 0,5 Вт каждый, общее значение составит 10W. Однако на практике лучше купить или изготовить своими руками прибор на 12-13 ватт.

Теория питания светодиодных ламп от 220В

Лэд-лампа, как правило,
представляет собой набор пространственно расположенных в определенной
композиции небольших, но достаточно мощных светодиодов (3,3 вольт и 1 ватт).
Чтобы изготовить своими руками замену стандартной лампочке накаливания в 70-80
Вт, потребуется дюжина недорогих лед-элементов. Однако бытовая сеть 220 В имеет
для них избыточные параметры.

Поэтому потребуется понизить
амплитуд и силу, а также трансформировать переменный электрический ток в
постоянный. Для этого понадобится драйвер, для изготовления своими руками
которого применяется делитель напряжения на емкостной или резисторной нагрузке,
а также стабилизаторы.

Пробный пуск

Собрав схему согласно нашим рекомендациям, можно приступать к пробным испытаниям. Обычно при этом используется обычная лампочка накаливания, мощностью, соответствующей изготовленному блоку питания.

Пробный пуск

Подключённая к цепи, она служит чем-то сродни предохранителя стабилизатора и оберегает блок при перепадах токов и напряжения. Если всё хорошо, лампа особо никак не влияет на работу платы (из-за низкого сопротивления). Зато при скачках высоких токов сопротивление лампы возрастает, нивелируя негативное воздействие на электронные компоненты схемы. И даже если вдруг лампа сгорит — её будет не так жалко, как собственноручно собранный импульсный блок, над которым вы корпели несколько часов. Самая простая схема проверочной цепи выглядит так.

Запустив систему, понаблюдайте, как меняется температура трансформатора (или обмотанного «вторичкой» дросселя). В том случае если он начинает сильно нагреваться (до 60ºС), обесточьте цепь и попробуйте заменить провода обмотки аналогом с большим сечением, или же увеличьте количество витков. То же самое касается и температуры нагрева транзисторов. При существенном её росте (до 80ºС) следует снабдить каждый из них специальным радиатором. Вот в принципе и всё. Напоследок напоминаем Вам о соблюдении правил безопасности, так как на выходе напряжение очень высокое. Плюс ко всему компоненты платы могут сильно нагреваться, никак не меняясь при этом внешне.

Также не советуем использовать такие импульсные блоки при создании зарядных устройств для современных гаджетов с тонкой электроникой (смартфонов, электронных часов, планшетов и т.д.). Зачем так рисковать? Никто не даст гарантию что «самоделка» будет работать стабильно, и не угробит дорогостоящее устройство. Тем более что подходящего добра (имеется в виду готовых зарядок) более чем предостаточно на рынке, и стоят они совсем недорого. Такой самодельный блок питания может безбоязненно использоваться для подключения лампочек разных видов, для запитки LED-лент, несложных электроприборов, не столь чувствительных к скачкам токов (напряжения).

Надеемся, Вы смогли осилить весь приведённый материал. Возможно, он вдохновит вас попробовать создать нечто подобное самостоятельно. Пусть даже первый блок питания, сделанный вами из платы лампочки, сначала и не будет реальной рабочей системой, зато Вы приобретёте базовые навыки. И главное – азарт и жажду творчества! А там, глядишь, и получится сделать из подручных материалов полноценный блок питания для светодиодных лент, весьма популярных сегодня. Удачи!

Ремонт LED лампы серии «LLB» E27 6 Вт 128-1

Конструкция лампы идеально подходит для ремонта. Корпус легко разбирается.

Следует одной рукой держать цоколь, а второй повернуть защитный плафон против часовой стрелки.

Под корпусом расположено пять прямоугольных плат, на которые впаяны светодиоды. Прямоугольник припаян к круглой плате, на которой расположена схема драйвера.

Чтоб получить доступ к LED выводам, нужно снять одну из крышек. Для облегчения работы лучше снять плату, находящуюся в точках подачи напряжения драйвера. На фото видно, что эта стенка параллельна корпусу конденсатора и отдалена от него на максимальное расстояние.

Чтоб снять плату, необходимо прогреть места пайки паяльником. Затем, для ее снятия прогреваем пайку на круглой плате и она отсоединяется.

Доступ для проверки поломок открыт. Драйвер выполнен по простой схеме. Проверка его выпрямительных диодов, а так же всех светодиодов (в этой лампе их 128) не показала проблему.

Когда я осматривал места пайки, обнаружил, что они отсутствуют в некоторых точках. Эти места были пропаяны, кроме этого я соединил печатные дорожки плат по углам.

Когда вы смотрите на свет, то эти дорожки хорошо видны и можно легко определить, где какая дорожка.

Прежде чем собрать лампу, нужно было ее проверить. Для этого на плате была установлена перемычка, двумя временными проводами выпаянная часть лампы была подключена к источнику питания.

Лампа засветилась. Осталось впаять плату на прежнее место и собрать лампу.

Принципы работы и устройства

Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную полую колбу, которая наполнена ртутными парами. В момент включения в них создается электрический дуговой разряд между двумя электродами, устроенный пусковым конденсатором. Он приводит к возникновению ультрафиолетового излучения, невидимого для человеческого глаза. Для его преобразования в видимый свет на стенки колбы наносится люминофор (чаще всего используют соединения галофосфат кальция или ортофосфат кальция-цинка). При прохождении ультрафиолета через люминофор образуется яркий свет. Его светоотдача значительно превосходит свечение вольфрама в лампах накаливания при аналогичном энергопотреблении. Цвет зависит от состава люминофора.

В отличие от обычной лампы, энергосберегающие люминесцентные модели нельзя подсоединить напрямую к источнику тока 220 В. В выключенном состоянии пары ртути внутри колбы имеют очень большое сопротивление, поэтому для образования разряда необходимо подать импульс высокого напряжения. Кроме того, в момент запуска, сразу после возникновения разряда, лампа имеет большое отрицательное сопротивление, которое без защитных элементов в схеме может привести к короткому замыканию. Для трубчатых вариантов используется электромагнитный балласт, который устанавливается в сам светильник.

Разбираем лампу

Итак, берём нерабочую лампочку, находим место стыка стеклянной колбы с пластиковым корпусом. Аккуратно поддеваем половинки отвёрткой, постепенно продвигаясь по «пояску». Обычно эти два элемента соединены пластиковыми защёлками, и если вы собираетесь ещё как-нибудь использовать обе составляющие, не прикладывайте больших усилий — кусок пластика может легко отколоться, и герметичность корпуса лампочки будет нарушена.

Вскрыв корпус, осторожно рассоедините контакты, идущие от балласта к нитям накала в колбе, т.к. они блокируют полноценный доступ к плате

Часто они просто примотаны к штырькам, и если Вы не планируете больше использовать вышедшую из строя колбу, можете смело отрезать соединительные проводки. В результате перед вами должна предстать примерно такая схема.

Разборка лампы

Понятно, что конструкции ламп от разных производителей могут отличаться «начинкой». Но общая схема и базовые составляющие элементы имеют много общего. Затем нужно скрупулёзно осмотреть каждую деталь на предмет вздутий, пробоев, убедитесь в надёжности пайки все элементов. Если какая-то из деталей перегорела, это будет сразу видно по характерной копоти на плате. В случаях, когда видимых дефектов не обнаружено, но при этом лампа является нерабочей, воспользуйтесь тестером и «прозвоните» все элементы цепи. Как показывает практика, чаще всего страдают резисторы, конденсаторы, динисторы из-за больших перепадов напряжения, которые с незавидной регулярностью возникают в отечественных сетях. Кроме того частые щёлканья выключателем крайне негативно сказываются на продолжительности работы люминесцентных лампочек. Поэтому чтобы максимально надолго продлить им время эксплуатации, старайтесь как можно реже включать их и выключать. Сэкономленные на электроэнергии копейки в итоге выльются в сотни рублей на замену раньше времени выгоревшей лампочки.

Разобранные лампы

Если в результате первичного осмотра вы выявили подпалины на плате, вздутие деталей, попробуйте заменить вышедшие из строя блоки, взяв их у других нерабочих лампочек-доноров. После установки деталей ещё раз «прозвоните» тестером все составляющие платы. По большому счёту из балласта нерабочей люминесцентной лампочки можно изготовить импульсный блок питания мощностью, соответствующей исходной мощности лампы. Как правило, маломощные блоки питания, не требуют существенных доработок. А вот над блоками большей мощности, конечно, придётся попотеть. Для этого нужно будет немного расширить возможности родного дросселя, снабдив его дополнительной обмоткой. Вы можете регулировать мощность создаваемого блока питания, увеличивая число вторичных витков на дросселе. Хотите узнать, как это следует делать?

Потенциальные ошибки

Не рекомендуется использовать как выходной выпрямитель стандартный диодный мост на низких частотах. Особенно нежелательно это делать, если источник бесперебойного питания отличается высокой мощностью.

Если используется трансформатор с возрастанием тока нагрузки, повысится и ток в транзисторных базах. Эмпирически установлено, что после того, как показатель нагрузки доходит до 75 Вт, в магнитопроводе наступает насыщение. Результатом этого является снижение качества транзисторов и их чрезмерный нагрев. Чтобы не допустить такого развития событий, рекомендуется самостоятельно обмотать трансформатор, используя большее сечение сердечника. Также допускается складывание вместе двух колец. Еще один вариант состоит в использовании большего диаметра проводника.

Базовый трансформатор, выступающий в качестве промежуточного звена, можно удалить из схемы. С этой целью токовый трансформатор присоединяют к выделенной обмотке силового трансформатора. Делается это с использованием высокомощного резистора на основе схемы обратной коммуникации. Минусом такого подхода является постоянное функционирование трансформатора тока в условиях насыщения.

Нельзя забывать о высокой отзывчивости диодов к повышенным показателям обратного напряжения и тока. К примеру, если поставить в схему на 12 вольт 6-вольтовый диод, данный элемент быстро придет в негодность.

Не следует менять транзисторы и диоды на низкокачественные электронные компоненты. Рабочие характеристики элементной базы российского производства оставляют желать лучшего, и результатом замены станет снижение функциональности источника бесперебойного питания.

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Для экономии используют конденсаторы с маленьким показателем ёмкости. Именно от них будет зависеть показатель пульсации входящего напряжения. Для снижения пульсации, необходимо увеличивать объём конденсаторов тоже делается для увеличения показателя пульсации только в обратном порядке.

Для снижения размеров и улучшения компактности, возможно, применять конденсаторы на электролитах. К примеру, можно использовать такие конденсаторы, которые вмонтированы в фототехнику. Они обладают ёмкостью 100µF х 350V.

Блок питания на двадцать ватт

Чтобы обеспечить бп показателем двадцать ватт, достаточно использовать стандартную схему от энергосберегающих светильников и вовсе не наматывая дополнительной намотки на трансформаторы. В случае, когда дроссель обладает свободным пространством и может дополнительно уместить витки, можно их добавить.

Таким образом, следует добавить два-три десятка витков обмотки, чтобы была возможность подзаряжать мелкие устройства или использовать ибп как усилитель для техники.

Схема блока питания на 20 ватт

Если вам требуется более эффективное увеличение показателя мощности, можно использовать самый простой провод из меди, покрытый лаком. Он специально предназначен для обмотки. Убедитесь что изоляция на стандартной обмотке дросселя достаточно качественная, так как эта часть будет находиться под значением входящего тока. Также следует оградить её от вторичных витков с помощью бумажной изоляцией.

Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Для изоляции используем специальный картон толщиной 0.05 миллиметра или 0.1 миллиметра. В первом случае необходимо два слова, во втором достаточно одного. Сечение обмоточного провода используем из максимального больших, количество витков будет подбирать методом проб. Обычно витков необходимо достаточно мало.

Уменьшение поперечного диаметра используемого провода конечно увеличит численность витков, но на мощность это повлияет только в минус.

Стоваттный блок питания

Чтобы иметь возможность поднять мощность бп до сотни ватт, необходимо дополнительно докрутить импульсный трансформатор и расширить ёмкость фильтровочного конденсатора до 100 фарад.

Схема 100 ватт БП

Чтобы облегчить нагрузку и уменьшить температуру транзисторов, к ним следует добавить радиаторы для охлаждения. При такой конструкции, КПД получится в районе девяноста процентов.

Следует подключить транзистор 13003

К электронному балласту бп следует подключить транзистор 13003, который способен закрепляться с помощью фасонной пружины. Они выгодны тем, что с ними нет необходимости устанавливать прокладку из-за отсутствия металлических площадок. Конечно, их теплоотдача значительно хуже.

Лучше всего проводить закрепления с помощью винтов М2.5, с заранее установленной изоляцией. Также возможно использовать термопасту, которая не передаёт напряжение сети.

Подключение к сети 220 вольт

Подключение происходит с помощью лампы накаливания. Она будет служить защитным механизмом и подключается перед блоком питания.

В этом случае, лампа служит балластом, который имеет нелинейный показатель и отлично предохраняет ибп от неисправной работы сети. Значение мощности лампы необходимо подбирать таким же образом, как и мощность самого импульсного блока питания.

Так как, возможно, что блок питания будет пропускать сильное напряжение, позаботьтесь о том, чтобы все его соединения и контакты были качественно заизолированы. Тоже касается и всех транзисторов, их так же следует изолировать от внешней среды, ведь они могут пропускать ток через свой корпус.

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Блок питания на двадцать ватт

Схема блока питания на 20 ватт

Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Стоваттный блок питания

Схема 100 ватт БП

Следует подключить транзистор 13003

Подключение к сети 220 вольт

Очень часто причиной поломки электроприбора становится неисправность аккумулятора. Вследствие этого нужен ремонт или же покупка нового оборудования. Но можно избежать больших затрат, сделав блок питания из энергосберегающей лампы своими руками. Все необходимые детали можно взять из обычной люминесцентной лампы, стоимость которой невелика.

Поделки своими руками для автолюбителей

Люминесцентные лампы, или по-другому экономки, долгое время успешно использовались во многих домах. Поэтому найти старую, пусть даже и в нерабочем состоянии эконом-лампу в запасниках не проблема.

Хочу поделиться идеей, как переделать блок питания от газоразрядной лампы, усовершенствовать его. Новый, переделанный, блок питания может использоваться, как основа для зарядного устройства, блока питания усилителя, т. е. везде, где есть необходимость источника питания.

Чтобы лучше разобраться в сути переделки, скажу несколько слов о самой газоразрядной лампе, принципе ее работы. Любая газоразрядная лампа, а также обычная экономка, для своей работы требует высокого напряжения, в несколько раз выше, чем напряжение в сети.

В такой лампе предусмотрен встроенный импульсный преобразователь, балласт. Обычно, для этого используют полумостовой автогенераторный преобразователь. Схема такого блока питания простейшая, в ней даже нет дополнительной защиты, кроме предохранителя. Но между тем, такая система надежно работает. Что касается цели запуска, то она строится на базе симметричного диака.

Схема, аналогична принципам электронного трансформатора, одно отличие – используется накопительный дроссель, а не понижающий трансформатор. Так вот, хочу доступно объяснить, как из блока питания эконом лампы получить полноценный импульсный источник питания понижающего типа – это, во-первых. Во-вторых, рассказать, как обеспечивается гальваническая развязка от сети для безопасного использования.

Главное что необходимо сделать – доработать выход при помощи диодного выпрямителя и сглаживающей емкости.

Итак, приступаем к работе:

1. Берем экономку любой мощности, я взял рабочую лампу на 125 Вт. Вскрыл лампу, изъял блок питания. Колба не понадобится, поэтому ее надо утилизировать. 2. Далее сверяемся со схемой балласта. В принципе они одинаковые, но могут быть дополнены какими-нибудь компонентами.

Что мы видим на плате? Массивный дроссель – его то и надо выпаять. Используем для этого паяльник.

3. Для дальнейшей работы нам понадобится блок питания от компьютера (можно нерабочий), точнее, его силовой импульсный трансформатор. Достаем его.

4. Смотрим дальше на плату. Там имеется небольшое колечко – трансформатор обратной связи по току.

Он включает в себя 3 обмотки:

2 обмотки – это задающие,

а третья – обмотка обратной связи, которая содержит всего 1 виток. Подключаем трансформатор, взятый от блока питания ПК. Как это сделать, смотрите на схему.

Объясню подробнее: 1 из выводов сетевой обмотки подсоединяем к обмотке обратной связи.

Со вторым выводом поступаем так: подключаем к точке соединения двух конденсаторов полумоста.

Можно сказать процесс завершен. Нагружаю выходную обмотку трансформатора и убеждаюсь в том, что напряжение присутствует.

Напоследок, несколько советов:

— для начального запуска балласта использовать страховочную лампочку.

— В том случае, когда блок питания требуется малой мощности, возможен более простой принцип устройства: не нужен никакой трансформатор, а вторичную обмотку выполнить на сам дроссель.

— Не лишним будет установление силовых транзисторов на радиаторы. Естественно, что при рабочей нагрузке они нагреваются.

— Вторичная обмотка трансформатора обеспечивает любое напряжение, потребуется лишь его перемотка, но все зависит от целей использования.

Так, когда блок будет использоваться в зарядном устройстве автомобильного аккумулятора, перемотка не потребуется. Если же он делается для выпрямителя, то нужно взять импульсные диоды.

Вот и все, что хотел рассказать сегодня. Замечу, что вариантов переделки блока из эконом лампы множество, это лишь один из них.

Автор; АКА КАСЬЯН