• Объявления

    • admin

      Размещайте материалы своей компании БЕСПЛАТНО!   18.04.2018

      Редакционная политика портала позволяет размещать на бесплатной основе различные типы материалов: интересную информацию, наработки, технические решения, аналитические статьи и т.д. Пример такого блога. Взамен мы рекламируем ваш блог в наших группах в соц. сетях, ну и плюс естественная самореклама от пользователей форума и блогов, которые будут читать ваш блог. К примеру охват одного поста только в нашей группе VK составляет более 10 тыс. человек. Т.е. мы предлагаем бартер - вы ведете у нас блог и публикуете какую-то полезную и интересную информацию связанную с вашим производством, а мы рекламируем ваш блог в наших соц. сетях. Блоги можно полностью кастомизировать: поставить изображение шапки, сделать меню или оглавление, также в своем блоге вы будете модератором - сможете удалять комментарии и т.д. Ведение своего блога требует времени и навыков, но рекламный эффект колоссальный, т.к. это живое общение и отклик. Посты не должны быть рекламой, а также должны соответствовать правилам форума. Для тех компаний, которые будут публиковать интересный контент, права в дальнейшем будут расширяться - сможете публиковать больше ссылок, пресс-релизы, новости компании, анонсы и т.д. Ну а если вы хотите размещать платную рекламу: условия и прайс размещения на сайте и форуме, коммерческая тема на форуме, реклама в группе VK.

Falconist. Мемуары

  • записей
    36
  • комментария
    1 014
  • просмотров
    28 465

Ещё один конденсаторный балласт для LED-ламп

Описываемое ниже техническое решение, в принципе, составляет предмет изобретения, т.к. его аналоги мне не встречались. Однако, по зрелому размышлению, поскольку оно не устраняет всех недостатков конденсаторных балластов для светодиодных ламп, то и не заслуживает оформления в виде отдельной статьи. В то же время, сам принцип представляется достаточно оригинальным и может быть основой для дальнейших разработок в этом направлении.

Балласты для светодиодных ламп на гасящем конденсаторе, имеют существенный недостаток, перечеркивающий их положительные качества (простота и дешевизна). Он заключается в протекании экстра-токов через нагрузку (светодиоды) при подаче питающего напряжения в произвольный момент сетевой синусоиды. Результатом этого является сгорание светодиодов и выход лампы из строя. Типичная схема такого балласта приведена ниже:

5ba0bef0d54bf_.GIF.dc63417029c7467a6cd626ba080a01b3.GIF

Известны способы коррекции этой проблемы путем встраивания стабилизатора тока между гасящим конденсатором и светодиодами ( http://forum.cxem.net/index.php?/topic/144027-модернизация-светодиодной-лампы/http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=107959 ). Решение само по себе неплохое, поэтому по сути своей критике не подвергается, а вместо него предлагается альтернативный вариант, заключающийся в принципиальном устранении возможности подачи напряжения питания в любой другой момент сетевой синусоиды, кроме момента ее перехода через ноль. 

Обеспечивается это применением оптоизолятора серии MOC30xx со встроенным детектором нуля сетевого напряжения. Схема приведена ниже:

5ba0bef323955_LED-.GIF.5a8c7b7b686d118fd3ba668883d7d2b6.GIF

При сравнении ее с приведенной выше "типичной" схемой, видно, что добавлены три детали: оптоизолятор U1, резистор R4 и конденсатор C3.

Работает эта схема следующим образом. Сразу же после подачи напряжения питания оптосимистор оптрона (выводы 4-6) закрыт и конденсатор С2 начитает заряжаться через дополнительный конденсатор С3 относительно малой емкости. Когда напряжение на нем достигнет порога открывания светодиода оптрона (выводы 1-2), оптотиристор откроется в начале следующей полуволны сетевого напряжения и напряжение питания начнет поступать на нагрузку (светодиоды) через "основной" конденсатор С1.

Для данной схемы совершенно спокойно подходят также оптроны MOC3043 и MOC3083. Важно только, чтобы в конце маркировки стояла "тройка", означающая, что для полного открывания достаточно всего 5 мА тока через светодиод. Хотя в настоящее время оптроны MOC304х, позиционируются, как для применения при напряжении питания 120...127 В, но в начале 2000-х предназначались для сетей с напряжением 220...240 В. А оптроны MOC308х, очевидно, избыточны. Аналогично дело обстоит и с оптронами MOC302х В сценических осветителях для галогенных ламп 500 Вт моей разработки уже почти 15 лет успешно работают оптроны MOC3023 без единого "вылета".

Схема апробирована "в железе" на подопытной "кошке" - светодиодной лампе "кукуруза" с вышедшим из строя и перемкнутым одним светодиодом (фото выполнено в процессе переделки):

5ba0bef052bd7_-.JPG.986d7a8276f6992a5a1c8fcf70ad6224.JPG

Запитывалась она от сетевого напряжения через реле, управляемое импульсным коммутатором, работающим с частотой около 0,5 Гц, в течение всего воскресного дня (около 10 часов). По поводу мигания на балконе пришлось выдержать войнушку с женой :wub:, но консенсус (помещение в светонепроницаемую коробку) был достигнут и эксперимент завершился успешно, а именно, лампа выдержала более 15000 включений/выключений, не выйдя при этом из строя. Что и требовалось доказать.

Я прекрасно понимаю недостатки этой схемы, а именно, повышенный уровень пульсаций светового потока (с конденсатором С2 емкостью 10 мкф):

5ba0bef196685_1.jpg.1f993488f7d2a0da704a962cdd68403b.jpg

а также недостаточную защиту от импульсных помех, накладывающихся на сетевую синусоиду. В то же время, дребезг сухих контактов для нее не страшен - оптосимистор при прекращении протекания тока через него запирается и открывается снова только в начале следующего полупериода.

Естественно, лампы с подобным уровнем пульсаций светового потока крайне не рекомендую для применения в жилых и рабочих помещениях, если важны здоровые глаза (жилые комнаты, кухня, рабочий стол и т.п.), однако, вполне приемлемы в подсобных помещениях (прихожая, туалет, ванная, лестничная клетка и т.п.).

  • Одобряю 2


13 комментариев


Рекомендуемые комментарии

Этот "оптоизолятор" ещё надо найти, куда проще избавиться от скачков напряжения обычным стабилитроном ... :)

ris-16.png

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Можно и так. Я потому и счел, что на статью эта схема "не тянет".

Но её дальнейшее развитие - плавный запуск линейных БП средней мощности с конденсаторным фильтром. Уж там стабилитрон никак не справится.

  • Одобряю 1

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
Цитата

" В то же время, дребезг сухих контактов для нее не страшен - оптосимистор при прекращении протекания тока через него запирается и открывается снова только в начале следующего полупериода."

Схема лишь обеспечивает задержку включения основного конденсатора, в надежде на то, что после этого никаких внештатных ситуаций в сети не будет - симистор ведь зарядом емкости С2 поддерживается во включенном состоянии - уж несколько полупериодов точно.

Схема по ссылке тоже не очень - введенный стабилизатор тока в дополнении с "почти стабилизатором тока" в виде балластного конденсатора не есть хорошо, что и подтверждается тщательной подборкой доп. конденсатора. А если учесть еще и изменения сетевого напряжения, про которое автор не упоминал?...

ИМХО, что-то типа стабилитронов предпочтительнее. Причем, в рабочем режиме через них ток идти не должен. И конденсатор С2 можно поставить тогда значительной емкости для устранения мерцания и спасания св.диодов от импульсов тока при дребезге контактов и других неприятностях  в сети.

Изменено пользователем an_

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
20 часов назад, Falconist сказал:

Но её дальнейшее развитие - плавный запуск линейных БП средней мощности с конденсаторным фильтром.

Так схемы давно уже придуманы и эксплуатируются, просто вместо реле надо будет установить тот же оптосимистор  .

1278773656_soft-on-1.gif p220_301.gif

5-156.gif hmscm-51.png

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Как же все сложно.

@Borodach У вас же R1 на схеме есть. В худшем случае сила экстратока достигнет 3А x 24мкС, что абсолютно для схемы не опасно. Стабилитроны бесполезны, поскольку их суммарное напряжение должно быть выше падения на гирлянде светодиодов, да и емкость бросок поглотит. Для снижения пульсаций можно добавить дополнительный балластный резистор R4 после C2. С указанным номиналом пульсации уменьшаются вдвое при 10% дополнительных потерь:

C2B2.PNG.cebed0bef664607283f8dcd648841143.PNG

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

При всем моем уважении к @Borodach 'у, в данном случае он ляпнул, не подумавши. "Сходство" не равно "подобию". 

Подумкал вчера, лежа под капельницей и понял, в чем лажа. Стабилитрон, параллельный цепочке фильтрующему конденсатору, служит исключительно защитой этого самого конденсатора при обрыве какого-то светодиода из цепочки, которые являются сами по себе своеобразным "стабилитроном" на более низкое напряжение. От бросков тока через эту вторую цепочку "стабилитронов" он защитить не может В ПРИНЦИПЕ.

В 19.09.2018 в 09:24, Borodach сказал:

схемы давно уже придуманы

По "холодной" стороне. Моя схема - по "горячей".

Умение серфить Интернет не заменяет умения думать.

В 19.09.2018 в 08:46, an_ сказал:

симистор ведь зарядом емкости С2 поддерживается во включенном состоянии

Это только значит, что Вы не понимаете принципа работы этого типа оптронов от слова ВООБЩЕ. Если ток через оптосимистор упадет ниже тока удержания, он закроется и откроется снова исключительно в момент следующего перехода сетевого напряжения через ноль, независимо от того, будет светиться светодиод или нет. За счет встроенного узла выделения перехода напряжения через ноль. Именно на этом эффекте и построена описываемая схема.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
1 час назад, Falconist сказал:

По "холодной" стороне. Моя схема - по "горячей"

Так я ссылки по обеим сторонам тебе привёл ... :)

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
10 часов назад, Borodach сказал:

Как повлияет R4  на снижение пульсаций?

По току и напряжению в схеме гирлянда светодиодов подобна сопротивлению 3кОм, однако при этих величинах ее ВАХ имеет на порядок меньшее динамическое сопротивление, определяющее отношение напряжения пульсации на C2 к току пульсации через гирлянду. Балластное сопротивление R4 суммируется и со статическим и с динамическим сопротивлением, но относительно их величин больше увеличивает второе, что понижает составляющую пульсации в токе.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
15 часов назад, Falconist сказал:

Это только значит, что Вы не понимаете принципа работы этого типа оптронов от слова ВООБЩЕ.

Да, с разгона просто на схему смотрел, упустив из виду, что это оптрон с нуль-детектором... Тогда в этой части мои рассуждения неуместны.

15 часов назад, Falconist сказал:

Стабилитрон, параллельный цепочке фильтрующему конденсатору, служит исключительно защитой этого самого конденсатора при обрыве какого-то светодиода из цепочки, которые являются сами по себе своеобразным "стабилитроном" на более низкое напряжение. От бросков тока через эту вторую цепочку "стабилитронов" он защитить не может В ПРИНЦИПЕ.

Не только для защиты от обрыва св.диода, но и от перенапряжения при дребезге/искрении контактов и увеличения вследствии этого тока через св. диоды. Только между стабилитроном и св. диодами резистор нужно поставить. Он же и уменьшит пульсации, как правильно заметил @J_Ohm

Напряжение стабилизации стабилитрона (или цепочки стабилитронов) должно быть несколько выше напряжения "горения" цепочки светодиодов, чтобы он не участвовал в работе в нормальном режиме.

Дело в том, что сам электролит без стабилитрона сам по себе защищает схему только от одиночных или нескольких кратковременных импульсов, а если их много (при искрении контактов, например), то он не способен удерживать на себе первоначальное напряжение. Но тут больше, возможно, к качеству розеток...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
5 часов назад, Borodach сказал:

Как это будет выглядеть на осциллограмме ?

Банально. Без резистора:

Without_R.thumb.png.afa2cdb0432a88dedf743cad0eacc9d0.png

С резистором:

WhR2_300.thumb.png.2b21aae71d79f991d37e5af3651a2919.png

 Красный график - ток через светодиоды, зеленый - напряжение на C2

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Дискуссия, конечно, интересная и информативная. Вот только мучает вопрос: какое отношение она имеет к стартовой схеме?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас