- Цена: $8.84 (сейчас продавец поднял цену до $9.40)
Всем Муськовчанам большой привет! Немного разбавлю свои радиотехнические обзоры — условно потребительским обзором.))) Ранее я делал обзор на Светодиодную плату и самодельный драйвер к ней. Обзор вызвал определенный интерес, но были и справедливые замечания, что не каждый может собрать импульсный источник питания. Потому я решил исправиться, и рассказать о бюджетной, с моей точки зрения, замене ламп накаливания (или энергосберегающих ламп), на готовое решение от наших друзей китайцев, с которым справится даже домохозяйка, если она при слове «электричество» не падает в обморок. Из инструментов нам ничего не нужно, т.к. даже клеммная колодка имеет пружинные прижимные контакты. Всем, кому это интересно, Добро пожаловать под Кат… Немного поискав на АлиЭкспрессе, я нашел подходящее решение (справедливости ради, надо отметить, что на подобный вариант мне указывали в комментариях к первому обзору). Правда стоимость светодиодных плат была от 16 и до 20$… В конце описания товара, обычно, имеются ссылки на подобный товар у других продавцов, так я вышел на производителей (как они заявляют в описании) с более гуманными ценами.
В магазине есть несколько вариантов светодиодных планок, разных размеров, и соответственно разной ценой. Я выбрал 24W, белого цвета свечения. Несколько фото с магазина (аверс, реверс, пример использования и размеры) приведу под спойлером:Фото из Китайского магазина
Товар был отправлен с отслеживаемым трек-номером и доехал довольно быстро. Дата заказа 17 марта, на таможне посылка засветилась 2 апреля… Оказалось, что фирма-производитель практически мои соседи, и г. Урумчи (КНР), а это почти рядом с г. Алматы. Обычно продавцы из Южного Китая, а тут первый раз промежуточный пункт доставки Урумчи (обычно все посылки из Китая в Казахстан идут через этот город), оказался пунктом отправления. Получил посылку, все упаковано в несколько слоев «пупырки», в посылке была светодиодная плата, драйвер, пружинная колодка и некоторое количество болтиков М3 и гаек, в которые встроены магниты. Собранный вариант готовый для инсталляции на фото: Драйвер легко разборный, держится на защелках. Внутри обычный китайский драйвер, с одним отличием, что это все спрятано в белую пластмассовую коробочку: Как мы видим, драйвер построен на микросхеме BP2836D по типовой схеме с даташит. Это не имеющий развязки от сети понижающий светодиодный драйвер, с фиксированным током на выходе. Надо иметь ввиду, что на светодиодной плате присутствует сетевое напряжение. Потому Иногда они выходят из строя раньше окончания эксплуатационного периода. Ну, не предусмотрел производитель, что напряжение в сети будет прыгать сильнее курса евро на валютной бирже. Никому не придёт в голову ремонтировать сгоревшую лампочку накаливания. Да и ремонт энергосберегающей лампы по стоимости будет часто сопоставим с покупкой нового экземпляра, поскольку большая часть её стоимости именно блок управления.
<center></center> А вот выбрасывать перегоревшую светодиодную лампу однозначно не стоит. Электронные компоненты платы питания стоят значительно дешевле самих светодиодов, которые «ломаются» крайне редко.
Причины выхода из строя светодиодной лампы
При перепаде напряжения чаще всего сгорает микросхема – драйвер питания. Выход из строя диодного моста либо сглаживающего конденсатора скорее казуистика.
В промышленных лампах чаще всего в качестве высоковольтного драйвера питания используют микросхему bp2831. Её задача – обеспечить стабильное напряжение, подаваемое на светодиоды.
Вот классическая схема питания для таких ламп. Понятно, что номинал радиодеталей может незначительно различаться, но общий принцип схемы будет одинаковым.
Назначение управляющих выводов:
VCC – положительный полюс питания;GND – земля;ROVP – ограничение напряжение;CS – ограничение тока;DRAIN – выход диммированного сигнала.
Эта микросхема представляет собой ШИМ-контроллер, управляющий сигнал, которого коммутируется через мощный мосфетовский полевой транзистор.
Светодиодные лампы H4: Топ-3 лучших вариантовВот так она выглядит на плате
Аналоги bp2831a
Существует несколько распространённых микросхем для создания драйверов питания светодиодов, например bp3122, bp2832, bp2833. Следует отметить, что принцип работы у всех вариантов одинаковый, есть лишь небольшие различия в подключениях вывода.
Схема включения bp3122
Схема включения bp2831
Схема включения bp2832a
Схема включения bp2833
Различаются эти микросхемы лишь мощностью выходного каскада.
| <center>Параметры микросхем драйверов питания</center> | |||
|---|---|---|---|
| <center>Микросхема</center> | <center>Тип корпуса</center> | <center>Мощность выходного каскада, мА</center> | |
| 36В | 72В | ||
| bp9912/9913 | TO92/SOT23 | 75-160 | 90-200 |
| bp2831 | SOP8 | 160 | 220 |
| bp2832/2833 | SOP8 | 220 | 300 |
| bp3122 | DIP7 | 240 | 320 |
Как подобрать нужную микросхему для драйвера питания?
Часто бывает, что при перегреве микросхемы маркировка на ней выгорает. Тогда потребуется произвести расчёт приблизительной мощности устройства.
Определяем мощность лампы.
Как ремонтировать светодиодные лампы на 220 ВВариант 1. Смотрим маркировку на корпусе лапы в районе цоколя. Если она стёрлась, а в люстре несколько таких лампочек, скорее всего они одинаковой мощности. В том случае, когда ни на одной лампе не удалось обнаружить маркировку, сравните их яркость с обыкновенными лампами накаливания. Мощность светодиодной лампы приблизительно в пять раз меньше мощности аналога с нитью накаливания.
Вариант 2. Считаем количество светодиодов. Если их очень много – это cmd3528 с напряжением питания 3,3В и силой тока 20мА. Около 20 небольших — cmd 5050 на 3,3В и 60мА, крупные светодиоды — cmd5730 на 3,3В и 0,15А.
Соответственно мощность лампы = количество светодиодов * 3,3В * силу тока одного светодиода.
| Лампа на 3Вт, 44 диода | Лампа на 4,5Вт, 22 диода | Лампа на 9Вт, 20 диодов |
| 48 х 0,02А х 3,3В = 2,9Вт | 22 х 0,06А х 3,3В = 4,3Вт | 20 х 0,15А х 3,3В = 9,9 Вт |
| <center>Пиковая мощность драйверов питания</center> | ||
|---|---|---|
| <center>Микросхема</center> | <center>Пиковая мощность выходного каскада, Вт</center> | |
| <center>36В</center> | <center>72В</center> | |
| bp9912/9913 | 2.7-5.5 | 7-14 |
| bp2831 | 6 | 16 |
| bp2832/2833 | 8 | 21 |
| bp3122 | 9 | 24 |
Светодиоды могут иметь последовательное соединение, либо несколько параллельных цепочек.
Внимательно осмотрите монтажную плату. Если на ней последовательно соединено по 22 элемента, напряжение питания цепочки – 72В, когда по 11 – 36В.
Соответственно, сила тока в цепи – номинальный ток диода * количество параллельных цепочек.
Светодиоды – наиболее оптимальный источник освещения. Они экономичны, долговечны, их спектр наиболее близок к естественному свету, поэтому наиболее комфортен для человека. Повсеместному распространению их препятствует лишь достаточно высокая стоимость, но даже при этом за время эксплуатации они окупятся многократно.
Иногда они выходят из строя раньше окончания эксплуатационного периода. Ну, не предусмотрел производитель, что напряжение в сети будет прыгать сильнее курса евро на валютной бирже. Никому не придёт в голову ремонтировать сгоревшую лампочку накаливания. Да и ремонт энергосберегающей лампы по стоимости будет часто сопоставим с покупкой нового экземпляра, поскольку большая часть её стоимости именно блок управления.
А вот выбрасывать перегоревшую светодиодную лампу однозначно не стоит. Электронные компоненты платы питания стоят значительно дешевле самих светодиодов, которые «ломаются» крайне редко.
Причины выхода из строя светодиодной лампы
Рейтинг лучших производителей и систем инфракрасных теплых половПри перепаде напряжения чаще всего сгорает микросхема – драйвер питания. Выход из строя диодного моста либо сглаживающего конденсатора скорее казуистика.
В промышленных лампах чаще всего в качестве высоковольтного драйвера питания используют микросхему bp2831. Её задача – обеспечить стабильное напряжение, подаваемое на светодиоды.
Вот классическая схема питания для таких ламп. Понятно, что номинал радиодеталей может незначительно различаться, но общий принцип схемы будет одинаковым.
Назначение управляющих выводов:
VCC – положительный полюс питания; GND – земля; ROVP – ограничение напряжение; CS – ограничение тока; DRAIN – выход диммированного сигнала.
Эта микросхема представляет собой ШИМ-контроллер, управляющий сигнал, которого коммутируется через мощный мосфетовский полевой транзистор.
Вот так она выглядит на плате
Размещение bp2831 на плате
Аналоги bp2831a
Существует несколько распространённых микросхем для создания драйверов питания светодиодов, например bp3122, bp2832, bp2833. Следует отметить, что принцип работы у всех вариантов одинаковый, есть лишь небольшие различия в подключениях вывода.
Схема включения bp3122
Схема включения bp2831
Схема включения bp2832a
Схема включения bp2833
Различаются эти микросхемы лишь мощностью выходного каскада.
| Параметры микросхем драйверов питания | |||
|---|---|---|---|
| Микросхема | Тип корпуса | Мощность выходного каскада, мА | |
| 36В | 72В | ||
| bp9912/9913 | TO92/SOT23 | 75-160 | 90-200 |
| bp2831 | SOP8 | 160 | 220 |
| bp2832/2833 | SOP8 | 220 | 300 |
| bp3122 | DIP7 | 240 | 320 |
Как подобрать нужную микросхему для драйвера питания?
Часто бывает, что при перегреве микросхемы маркировка на ней выгорает. Тогда потребуется произвести расчёт приблизительной мощности устройства.
Определяем мощность лампы.
Вариант 1. Смотрим маркировку на корпусе лапы в районе цоколя. Если она стёрлась, а в люстре несколько таких лампочек, скорее всего они одинаковой мощности. В том случае, когда ни на одной лампе не удалось обнаружить маркировку, сравните их яркость с обыкновенными лампами накаливания. Мощность светодиодной лампы приблизительно в пять раз меньше мощности аналога с нитью накаливания.
Вариант 2. Считаем количество светодиодов. Если их очень много – это cmd3528 с напряжением питания 3,3В и силой тока 20мА. Около 20 небольших — cmd 5050 на 3,3В и 60мА, крупные светодиоды — cmd5730 на 3,3В и 0,15А.
Соответственно мощность лампы = количество светодиодов * 3,3В * силу тока одного светодиода.
| Лампа на 3Вт, 44 диода | Лампа на 4,5Вт, 22 диода | Лампа на 9Вт, 20 диодов |
| 48 х 0,02А х 3,3В = 2,9Вт | 22 х 0,06А х 3,3В = 4,3Вт | 20 х 0,15А х 3,3В = 9,9 Вт |
| Пиковая мощность драйверов питания | ||
|---|---|---|
| Микросхема | Пиковая мощность выходного каскада, Вт | |
| 36В | 72В | |
| bp9912/9913 | 2.7-5.5 | 7-14 |
| bp2831 | 6 | 16 |
| bp2832/2833 | 8 | 21 |
| bp3122 | 9 | 24 |
Светодиоды могут иметь последовательное соединение, либо несколько параллельных цепочек.
Внимательно осмотрите монтажную плату. Если на ней последовательно соединено по 22 элемента, напряжение питания цепочки – 72В, когда по 11 – 36В.
Соответственно, сила тока в цепи – номинальный ток диода * количество параллельных цепочек.
- Цена: $8.84 (сейчас продавец поднял цену до $9.40)
- Перейти в магазин
Как Вы видите, как сама плата со светодиодами, так и драйвер имеют магнитные крепления, позволяющие легко установить начинку светильника на металлическое основание лампы.
Заказ сделал за свои кровные деньги. Скрин заказа Вы можете увидеть по спойлером:
Товар был отправлен с отслеживаемым трек-номером и доехал довольно быстро. Дата заказа 17 марта, на таможне посылка засветилась 2 апреля… Оказалось, что фирма-производитель практически мои соседи, и г. Урумчи (КНР), а это почти рядом с г. Алматы. Обычно продавцы из Южного Китая, а тут первый раз промежуточный пункт доставки Урумчи (обычно все посылки из Китая в Казахстан идут через этот город), оказался пунктом отправления. Получил посылку, все упаковано в несколько слоев «пупырки», в посылке была светодиодная плата, драйвер, пружинная колодка и некоторое количество болтиков М3 и гаек, в которые встроены магниты. Собранный вариант готовый для инсталляции на фото: 
Драйвер легко разборный, держится на защелках. Внутри обычный китайский драйвер, с одним отличием, что это все спрятано в белую пластмассовую коробочку: 
Как мы видим, драйвер построен на микросхеме BP2836D по типовой схеме с даташит. Это не имеющий развязки от сети понижающий светодиодный драйвер, с фиксированным током на выходе. 
Надо иметь ввиду, что на светодиодной плате присутствует сетевое напряжение. Потому не надо засовывать пальцы в розетку, нужно соблюдать технику безопасности.Убираем из лампы всю мою прошлую электронную поделку: И примеряем светодиодную плату… В общем, последнее время, я стал часто ошибаться в выборе размеров и т.п. Промахнулся я и с размером светодиодной платы… Она оказалась больше чем основание лампы, но в принципе магниты цепляют металл, в двух местах, потому особых проблем нет, может оно даже к лучшему… Так как у большей по размеру платы, большая мощность, а декоративное стекло прижмет плату, и у нее нет шансов вывалится на голову. Закрываем все это плафоном и включаем… Светит лампа визуально ярко… Даже очень ярко… Замерить световой поток нечем, да и какой смысл, на балконе светло, все хорошо видно. Если поставить экспозицию по самой лампе, то становится видно световые пятна идущие по кругу, что довольно симпатично… Поскольку нынче обзор у меня «потребительский», то я не буду проводить измерения напряжения, тока драйвера. Тот, кому это нужно, легко найдет информацию в даташит, там все подробно расписано. Расскажу только про температуру платы с светодиодами. Я оставил гореть светильник на 2 часа, потом полез за термопарой, что бы измерить температуру платы, но передумал, т.к температура платы была примерно 42-45С, рукой ощущается как теплая, соответственно у светодиодов достаточный теплоотвод, и необходимости что то придумывать нет. Визуального мерцания светодиодов тоже нет, да и не должно быть, т.к используется нормальный драйвер с нормальным электролитическим конденсатором на входе.
Читайте также: Манометры в газовом хозяйстве
UPD: По многочисленным просьбам измерил напряжение и ток светодиодов. Напряжение 80В Ток 0.25А. Итого реальная мощность светильника 20W Чуть не дотягивает до заявленной.
Недавно один знакомый попросил меня помочь с проблемой. Он занимается разработкой LED ламп, попутно ими приторговывая. У него скопилось некоторое количество ламп, работающих неправильно. Внешне это выражается так – при включении лампа вспыхивает на короткое время (менее секунды) на секунду гаснет и так повторяется бесконечно. Он дал мне на исследование три таких лампы, я проблему решил, неисправность оказалась очень интересной (прямо в стиле Эркюля Пуаро) и я хочу рассказать о пути поиска неисправности.
LED лампа выглядит вот так:
Рис 1. Внешний вид разобранной LED лампы
Разработчик применил любопытное решение – тепло от работающих светодиодов забирается тепловой трубкой и передается на классический алюминиевый радиатор. По словам автора, такое решение позволяет обеспечить правильный тепловой режим для светодиодов, минимизируя тепловую деградацию и обеспечивая максимально возможный срок службы диодов. Попутно увеличивается срок службы драйвера питания диодов, так как плата драйвера оказывается вынесенной из теплового контура и температура платы не превышает 50 градусов Цельсия.
Ну и не могу не отметить характерный внешний вид изделия. Мой «госконтроль» (жена) не разрешил мне ставить эти лампы в люстру, где они видны.
Вернемся к проблемам драйвера.
Вот так выглядит плата драйвера:
Рис 2. Внешний вид платы LED драйвера со стороны поверхностного монтажа
И с обратной стороны:
Рис 3. Внешний вид платы LED драйвера со стороны силовых деталей
Изучение ее под микроскопом позволило определить тип управляющей микросхемы – это MT7930. Это микросхема контроля обратноходового преобразователя (Fly Back), обвешанная разнообразными защитами, как новогодняя елка – игрушками.
Читайте также: Надо ли обрезать юкку на зиму
В МТ7930 встроены защиты:
Декларирование защиты от короткого замыкания в нагрузке для источника тока носит скорее маркетинговый характер 🙂
Принципиальной схемы на именно такой драйвер добыть не удалось, однако поиск в сети дал несколько очень похожих схем. Наиболее близкая приведена на рисунке:
Рис 4. LED Driver MT7930. Схема электрическая принципиальная
Анализ этой схемы и вдумчивое чтение мануала к микросхеме привело меня к выводу, что источник проблемы мигания – это срабатывание защиты после старта. Т.е. процедура начального запуска проходит (вспыхивание лампы – это оно и есть), но далее преобразователь выключается по какой-то из защит, конденсаторы питания разряжаются и цикл начинается заново.
Внимание! В схеме присутствуют опасные для жизни напряжения! Не повторять без должного понимания что вы делаете!
Для исследования сигналов осциллографом надо развязать схему от сети, чтобы не было гальванического контакта. Для этого я применил разделительный трансформатор. На балконе в запасах были найдены два трансформатора ТН36 еще советского производства, датированные 1975 годом. Ну, это вечные устройства, массивные, залитые полностью зеленым лаком. Подключил по схеме 220 – 24 – 24 -220. Т.е. сначала понизил напряжение до 24 вольт (4 вторичных обмотки по 6.3 вольта), а потом повысил. Наличие нескольких первичных обмоток с отводами дало мне возможность поиграть с разными напряжениями питания – от 110 вольт до 238 вольт. Такое решение конечно несколько избыточно, но вполне пригодно для одноразовых измерений.
Рис 5. Фото разделительного трансформатора
Из описания старта в мануале следует, что при подаче питания начинает заряжаться конденсатор С8 через резисторы R1 и R2 суммарным сопротивлением около 600 ком. Два резистора применены из требований безопасности, чтобы при пробое одного ток через эту цепь не превысил безопасного значения.
Итак, конденсатор по питанию медленно заряжается (это время порядка 300-400 мс) и когда напряжение на нем достигает уровня 18,5 вольт – запускается процедура старта преобразователя. Микросхема начинает генерировать последовательность импульсов на ключевой полевой транзистор, что приводит к возникновению напряжения на обмотке Na. Это напряжение используется двояко – для формирования импульсов обратной связи для контроля выходного тока (цепь R5 R6 C5) и для формирования напряжения рабочего питания микросхемы (цепь D2 R9). Одновременно в выходной цепи возникает ток, который и приводит к зажиганию лампы.
Почему же срабатывает защита и по какому именно параметру?
Срабатывание защиты по превышению выходного напряжения?
Для проверки этого предположения я выпаял и проверил резисторы в цепи делителя (R5 10 ком и R6 39 ком). Не выпаивая их не проверить, поскольку через обмотку трансформатора они запараллелены. Элементы оказались исправны, но в какой-то момент схема заработала!
Я проверил осциллографом формы и напряжения сигналов во всех точках преобразователя и с удивлением убедился, что все они – полностью паспортные. Никаких отклонений от нормы…
Дал схеме поработать часок – все ОК.
А если дать ей остыть? После 20 минут в выключенном состоянии не работает.
Очень хорошо, видимо дело в нагреве какого-то элемента?
Но какого? И какие же параметры элемента могут уплывать?
Подозрение пало на трансформатор. Проблема мыслилась так – трансформатор из-за неточностей изготовления (скажем на пару витков недомотана обмотка) работает в области насыщения и из-за резкого падения индуктивности и резкого нарастания тока срабатывает защита по току полевого ключа. Это резистор R4 R8 R19 в цепи стока, сигнал с которого подается на вывод 8 (CS, видимо Current Sense) микросхемы и используется для цепи ОС по току и при превышении уставки в 2.4 вольта отключает генерацию для защиты полевого транзистора и трансформатора от повреждений. На исследуемой плате стоит параллельно два резистора R15 R16 с эквивалентным сопротивлением 2,3 ома.
Перепайка трансформатора на гарантированно исправный была в тот момент невозможна (не привезли еще гарантированно рабочую плату), поэтому оставил этот вариант на потом, когда совсем версий не останется :). Плюс интуитивное ощущение – не оно. Я доверяю своей инженерной интуиции.
Читайте также: Лучшие вафельницы для толстых вафель рейтинг
К этому моменту я проверил гипотезу о срабатывании защиты по току, уменьшив резистор ОС по току вдвое припайкой параллельно ему такого же – это никак не повлияло на моргание лампы.
Значит, с током полевого транзистора все нормально и превышения по току нет. Это было хорошо видно и по форме сигнала на экране осциллографа. Пик пилообразного сигнала составлял 1,8 вольта и явно не достигал значения в 2,4 вольта, при котором микросхема выключает генерацию.
К изменению нагрузки схема также оказалась нечувствительна – ни подсоединение второй головки параллельно, ни переключение прогретой головы на холодную и обратно ничего не меняло.
Я исследовал напряжение питания микросхемы. При работе в штатном режиме все напряжения были абсолютно нормальными. В мигающем режиме тоже, насколько можно было судить по формам сигналов на экране осциллографа.
По прежнему, система мигала в холодном состоянии и начинала нормально работать при прогреве ножки трансформатора паяльником. Секунд 15 погреть – и все нормально заводится.
Прогрев микросхемы паяльником ничего не давал.
И очень смущало малое время нагрева… что там может за 15 секунд измениться?
Что же еще может мешать переходу от режима запуска в рабочий режим.
От полной безнадеги интуитивно припаял параллельно электролитическому конденсатору 10 мкф на 35 вольт по питанию микросхемы такой же.
И тут наступило счастье. Заработало!
Замена конденсатора 10 мкф на 22 мкф полностью решило проблему.
Вот он, виновник проблемы:
Рис 6. Конденсатор с неправильной емкостью
Теперь стал понятен механизм неисправности. Схема имеет две цепи питания микросхемы. Первая, запускающая, медленно заряжает конденсатор С8 при подаче 220 вольт через резистор в 600 ком. После его заряда микросхема начинает генерировать импульсы для полевика, запуская силовую часть схемы. Это приводит к генерации питания для микросхемы в рабочем режиме на отдельной обмотке, которое поступает на конденсатор через диод с резистором. Сигнал с этой обмотки также используется для стабилизации выходного тока.
Отловить эту просадку напряжения питания осциллографом не получалось — слишком грубая оценка. Мне казалось, что все нормально.
Прогрев же платы увеличивал емкость конденсатора на недостающие проценты — и энергии уже хватало на нормальный запуск.
Понятно, почему только некоторая часть драйверов отказала при полностью исправных элементах. Сыграло роль причудливое сочетание следующих факторов:
Производитель драйверов сэкономил конечно, применив емкости меньшего номинала по сравнению с референс дизайн из мануала (там указано 22 мкф) но свежие емкости при повышенной температуре и с учетом разброса +80% позволили партию драйверов сдать заказчику. Заказчик получил вроде бы работающие драйверы, которые со временем стали отказывать по непонятной причине. Интересно было бы узнать – инженеры производителя учли особенности поведения электролитических конденсаторов при повышении температуры и естественный разброс или это получилось случайно?
Используемые источники:
- https://mysku.ru/blog/aliexpress/50843.html
- https://svetodiodinfo.ru/texnicheskie-momenty/bp2832a-sxema-vklyucheniya.html
- https://englishpromo.ru/stroitelstvo/mikroshema-bp2836d-shema-vkljuchenija
Загрузка...
Особенности Bi-led линз: стоит ли устанавливать современную оптику?
Простой драйвер постоянного тока на LM317 и PT4115 для подключения мощных светодиодов
Тест автомобильных ламп с повышенной светоотдачей H4
Схема импульсного преобразователя SEPIC: два варианта выполнения