на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Источник питания для светодиодных светильников

Электропитание
7 лет назад

Простой источник питания на BP2857D для светодиодных светильников

5

В продолжение темы источников питания для светодиодных светильников автор предлагает простое устройство на специализированной микросхеме. В упрощённом варианте, без входного фильтра и пассивного корректора коэффициента мощности, источник содержит всего лишь чуть более двух десятков элементов.

В июльском номере журнала за 2016 г. была опубликована конструкция источника питания для офисного светодиодного светильника [1], которую условно можно отнести к старшему сегменту (премиум-классу) подобных устройств благодаря её высоким техническим параметрам и сложности. В сентябрьском номере журнала за 2016 г. опубликован усовершенствованный и упрощённый его вариант [2], который по своим характеристикам и относительной простоте вполне можно отнести уже к среднему, более бюджетному сегменту. Для того чтобы получилась своего рода линейка подобных устройств, логично было бы предположить, что не хватает ещё одного, совсем простого и недорогого бюджетного варианта. Такой источник питания для светодиодных светильников и предлагается в этой статье.

Сегодня совершенно излишне говорить о популярности светодиодного освещения. Хочется лишь отметить, что стремительный рост объёмов производства и разнообразия светодиодов и светильников на их основе, а также источников питания для них вызвал соответствующую реакцию и со стороны производителей специализированных микросхем. Как грибы после дождя стали появляться семейства недорогих специализированных микросхем для построения на их основе простых и дешёвых источников питания. Примером может служить микросхема BP2857D китайского производителя BPS. Она предназначена для построения дешёвого малогабаритного понижающего импульсного преобразователя без гальванической развязки со стабилизацией выходного тока. Микросхема BP2857D требует минимальной "обвязки", содержит встроенный полевой транзистор (MOSFET), плюс к этому она имеет защитные функции от холостого хода и замыкания нагрузки. При этом её цена на момент написания статьи при покупке через интернет-сервис ebay.com - всего лишь 30...40 руб.

Схема источника питания на основе BP2857D

Рис. 1. Схема источника питания на основе BP2857D

 

Схема источника питания на основе BP2857D приведена на рис. 1. При желании можно получить совсем уж простой и недорогой источник, удалив помехоподавляющий фильтр C1-C4L1L2RU1, пассивный корректор коэффициента мощности (микросхема не имеет встроенной функции коррекции коэффициента мощности) VD5-VD7C6C7R1 и увеличив ёмкость конденсатора С5 до 33 мкФ. Источник, собранный по схеме рис. 1, имеет следующие технические характеристики:

Входное переменное напряжение, В................165...265

Выходной ток, мА................350

Нестабильность выходного тока (зависимость от входного напряжения), %, не более.......................3

Интервал выходного напряжения, В .................60...110

КПД, %, не менее.................93

Коэффициент пульсаций светового потока, % ............. 1

Коэффициент потребляемой мощности (PF)...............0,91

В момент подачи сетевого напряжения встроенный в микросхему DA1 полевой транзистор открыт. Ток протекает по цепи: плюс диодного моста (корректора коэффициента мощности), сток полевого транзистора (выводы 5 и 6 микросхемы DA1), исток (вывод 8), токоизмерительный резистор R2-R4, дроссель L3, нагрузка, минус диодного моста. В это время дроссель накапливает энергию, одновременно заряжается конденсатор С10. Когда полевой транзистор закроется, нагрузка начнёт питаться запасённой в конденсаторе С10 энергией, а дроссель L3 станет поддерживать ток через диод VD9, подпитывая конденсатор С10. Микросхема DA1 контролирует напряжение на конденсаторе С10 через делитель R8R9C8. Вывод 8 микросхемы является одновременно и истоком полевого транзистора, и входом токоизмерительной цепи. Падение напряжения на датчике тока R2-R4 служит для контроля микросхемой протекающего через полевой транзистор и нагрузку тока. Моменты открывания и закрывания коммутирующего полевого транзистора зависят от уровней напряжения на выводах 8 и 2 микросхемы. Запуск и питание микросхемы осуществляются через делитель R5-R7. Цепь R10VD8, подключённая к выводу 4 микросхемы, - дополнительное питание в рабочем режиме. Три параллельно включённых резистора R2-R4 позволяют выставить выходной ток с большой точностью. При желании можно обойтись и одним резистором мощностью 0,5 Вт. Более подробно работа микросхемы и её параметры описаны в [3].

Внешний вид платы собранного устройства

Рис. 2. Внешний вид платы собранного устройства

 

Внешний вид платы собранного устройства

Рис. 3. Внешний вид платы собранного устройства 

 

Печатная плата источника питания разрабатывалась для установки в низкопрофильный потолочный светильник. Высота печатной платы с установленными на ней всеми элементами, определяемая высотой дросселя L3, равна 16 мм. Внешний вид платы собранного устройства показан на рис. 2 и рис. 3. Чертёж платы приведён на рис. 4, а расположение элементов - на рис. 5. Дроссель L3 индуктивностью 0,9 мГн выполнен на стандартном малогабаритном магнитопроводе Е16/8/5 (материал N87 или аналогичный) с немагнитным зазором 0,9 мм. Его обмотка содержит 186 витков провода диаметром 0,3 мм. Дроссель помехоподавляющего фильтра L2 имеет индуктивность 30 мГн. Он намотан на стандартном малогабаритном магнитопроводе Е10/5,5/5, каждая обмотка содержит по 110 витков провода диаметром 0,2 мм. Можно применить подходящий по размерам стандартный дроссель от фильтра импульсного    источника    питания.

Чертёж платы

Рис. 4. Чертёж платы

 

Расположение элементов на плате

Рис. 5. Расположение элементов на плате

 

Гантелевидный дроссель L1 - стандартный, подходящего размера, с индуктивностью 3 мГн и допустимым током не менее 150 мА. Вместо диодов SMA4007 (VD1-VD4) можно использовать любые малогабаритные выпрямительные для поверхностного монтажа с допустимым обратным напряжением не менее 400 В. Диоды корректора мощности VD5-VD7, а также VD8 - малогабаритные быстродействующие FR107FH в исполнении для поверхностного монтажа или аналогичные. Диод VD9 - сверхбыстродействующий HS1K или аналогичный. Для выходного тока 350 мА резисторы токоизмерительного шунта R2-R4 должны иметь сопротивление 1,6 Ом каждый.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу, однако в целях безопасности первый запуск лучше производить через последовательно включённую лампу накаливания.

Литература

1. Лазарев В. Источник питания на UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт. - Радио, 2016, № 7, с. 18-23.

2. Лазарев В. Усовершенствованный источник питания на UCC28810 для светодиодных светильников. - Радио, 2016, №9, с. 32-34.

3. BP2857D Non-isolated Buck Offline LED Driver. - URL: http://www.bpsemi.com/en/ Data/BP2857D_EN_DS_Rev. 1.0.pdf

Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.


Рекомендуем к данному материалу ...

Мнения читателей
  • Сергей/20.04.2021 - 02:10

    "Алексей/24.01.2017 - 23:53Есть вопрос, выходной ток можно изменить резисторами R2-R4, а вольтаж выходной на этой микросхеме можно поднять? И какими элементами?" "Вольтаж выходной" в таких схемах сам поднимается при росте сопротивления нагрузки, но 60-110в для данных МС оптимальный с позиции наилучших характеристик. Можете экспериментально больше светодиодов нацеплять последовательно (тогда и падение напряжения на них повысится) и проверить пределы терпимой устойчивости работы схемы. Но лучше всё-таки, яркость светильника поднимать не ростом количества светодиодов в цепочке, а количеством параллельных цепочек с выравнивающими резисторами (10-15 ом), по одному в каждой цепочке. А если наоборот, надо запитать более низковольтные светильники (в районе 12, например), то лучше для этого использовать другие, соответствующие специализированные микросхемы, так как эти специально рассчитаны для "сетевых" светильников от обычной сети 220-230в(по новому стандарту).

  • Сергей/20.04.2021 - 01:55

    это так называемый "источник тока", в котором выходное напряжение автоматически подстраивается под ток и равно U=I*Rн. В случае со светодиодами напряжение будет равно сумме прямых напряжений светодиодов при заданном токе. Так что вешать можно всякие цепочки светодиодов в интервале 60-110в суммарного прямого напряжения. Если ещё добавить последовательно резистор(или несколько, для увеличения мощности рассеивания), то интервал можно расширить вниз, но на резисторах будет теряться бесполезная "баластная" мощность (I*I*r). Такие небольшие резисторы больше полезны для выравнивания токов в нескольких параллельных цепочках светодиодов с суммарным прямым напряжением в заданном диапазоне (60-110в), будучи включенными по одному в каждую цепочку(достаточно, чтобы на этих резисторах падало вольт 5-7, т.е. примерно 5-10%). Без них параллельные цепочки из-за разброса прямых напряжений будут светиться с очень заметной разницей по яркости. Для очень заметного продления срока жизни светодиодов очень полезно нагружать их током, не больше 70-75%(а ещё лучше - 50-60%) от их максимального по паспорту, а падение яркости компенсировать количеством, учитывая дешевизну. И ещё один не маловажный момент. Для освещения наименее вредны для здоровья светодиоды с самым "теплым" спектром (2700К лучше всего), так как все дешевые светодиоды имеют очень серьезный провал в спектре как раз на частотах(длинах волн), на которых зрачок глаза авторегулируется по яркости, меняя диаметр. И из-за этого провала в спектре светодиодов(чем "холоднее" свет, тем в большей степени провал) эта авторегулировка зрачка почти не работает, вызывая перегрузку, утомление и массу других неприятностей здоровью от яркого света светодиодов. Особенно отчетливо это сейчас очень часто проявляется в ночном уличном освещении и в фарах автомобилей, которое сейчас с дуру и безграмотности очень модно лупить по максимуму больной фантазии, благо довольно дешево и очень экономично...

  • Игорь./29.01.2020 - 04:57

    Собрал по этой схеме, работает на удивление. Тащит 135 вольтовую матрицу, с током 0.15А. При этом и микросхема и дроссель холодные. Все номиналы как на схеме, кроме R2-R4. В моём случае, общее их сопротивление 1 ом. Микросхемы брал на Али 5 шт. две из них работать отказались, три остальных оказались исправными.

  • Алексей/01.02.2017 - 07:23

    Как переделать блок питания на выходное напряжение 12В?

  • Алексей/24.01.2017 - 23:53

    Есть вопрос, выходной ток можно изменить резисторами R2-R4, а вольтаж выходной на этой микросжеме можно поднять? И какими элементами?