Драйверы для светодиодных лампочек
Сначала рассмотрю драйверы на конденсаторах в роли балласта как самые простые и неприхотливые. Скажу прямо — я самостоятельно изобрел эту схему еще во времена перестройки, когда у народа появился доступ к достаточно ярким светодиодам — белых еще не было, зато были красные, и из них получались очень эффективные лампы аварийного света.
Рассмотрим классическую схему такой лампочки:
Эта схема подойдёт к любой дешёвой китайской лампочке. Отличие будет только в номиналах радиодеталей и отсутствии некоторых сопротивлений (в целях экономии).
Вообще говоря, емкость С2 указана сильно избыточная — обычно ставится конденсатор на 3-6 микрофарад, но лучше, когда он рассчитан на напряжение не 160 вольт, а 250 вольт — тогда он не взорвется при перегорании светодиодов. Бывают лампочки с отсутствующим С2 (очень редко, но бывает). В таких лампочках коэффициент пульсаций 100%. Очень редко ставят R4. Хотя сопротивление R4 просто необходимо. Оно будет вместо предохранителя, а также смягчит пусковой ток. Если в схеме отсутствует, лучше поставить. Ток через светодиоды определяет номинал ёмкости С1. В зависимости от того, какой ток мы хотим пропустить через светодиоды (для самодельщиков), можно рассчитать его ёмкость по формуле:
Формула (2) позволяет посчитать ток через светодиоды, а затем и мощность лампочки, не имея Ваттметра. При последовательном подключении светодиодов падение напряжения на них ориентировочно равно количеству светодиодов, умноженному на 3 вольта.
Для упрощения расчетов вот вам ориентир — емкость С1 в 1.5 микрофарада дает мощность лампы около 3.5 ватт на разумном количестве светодиодов (20-25 штук). Больше светодиодов — больше мощность при том же самом конденсаторе. Можно подключить последовательно достаточно много светодиодов, но общее падение напряжения на них не должно превышать половины напряжения сети (110В). То есть больше 36 светодиодов последовательно включать не стоит.
Резистор R4 можно увеличить до 20-30 ом для лампочек мощностью до 10 ватт — это облегчит условия работы диодного моста при включениях лампочки. Резистор R2 также можно увеличить до такого номинала. Увеличение резисторов несколько снижает КПД лампочки — но незначительно, зато повышает надежность работы.
Резистор R1 нужен обязательно, его номинал может быть в пределах 330-990 килоОм. А вот резистор R3 можно вообще не ставить, если вы не собираетесь лазать в лампочку руками (он нужен, чтобы разрядить конденсатор на выключенной лампочке).
Конденсатор C1 является ключевым элементом схемы, от него во многом зависит надежность работы, поскольку по нему бегают довольно большие реактивные токи. В идеале следует использовать специальные конденсаторы, рассчитанные для работы в сети переменного тока. Такие конденсаторы маркируются символом переменного тока после указания рабочего напряжения:
Такие конденсаторы можно брать на напряжение 250V~. Но они на нужные нам емкости достаточно дороги. Поэтому в массовые лампочки ставятся общепромышленные коричневые плёночные конденсаторы на напряжение не менее 400V, вот примерно такие:
Плюс этой схемы — такой драйвер имеет практически 100%-ный КПД. Потери только на диодах и двух сопротивлениях. Его можно изготовить в течение получаса (по-быстрому). Даже плату травить необязательно. Детали предельно дешевые.
Главный минус такой схемы это пульсации светового потока с частотой 100Гц, как результат выпрямления сетевого напряжения. Пульсации можно сильно уменьшить, увеличивая емкость конденсатора C2, но при этом растут габариты и стоимость лампочки.
Если посмотреть санитарные нормы СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ», вы увидите, что в зависимости от предназначения помещения максимально допустимые пульсации светового потока от 10 до 20%. В целом в них нетрудно выйти.
