Mebelhoff.ru

Мебель HOFF
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Хотите вечных светодиодов? Расчехляйте паяльники и напильники. Или домашнее освещение самодельщика

Хотите вечных светодиодов? Расчехляйте паяльники и напильники. Или домашнее освещение самодельщика

Когда-то давным давно, когда я еще учился в школе, а на дворе был конец перестройки, мой дядя (заронивший в меня интерес к электронике) припер домой сумку вынесенного через проходную завода добра. Собственно, такие сумки он приносил домой вполне регулярно, пополняя запасы, хранившиеся в диване. Диван этот, как вы догадываетесь, манил, и иногда в отсутствии дяди я в него заглядывал с восторгом. Но кое-что из этой сумки в диван не попало, а попало в мои руки. Дядя мне вручил пачку — штук десять — макетных плат, и новенькую нераспечатанную коробку дефицитных, да и не дешевых в то время светодиодов. Причем светодиоды были не простые: вместо привычной маркировки АЛ-что-то там на коробке стоял код из четырех цифр, как я понял — они были экспериментальные. И они были яркие. По сравнению с привычными АЛ307 или АЛ310 — просто ослепительные. И их к тому же было много — штук 50.

Идея «куда это богатство применить» возникла моментально: светодиоды были распаяны на одной из макетниц — сколько влезло (влезли не все), и из них вышел великолепный красный фонарь для печати фотографий, который абсолютно не засвечивал фотобумагу даже в упор. Правда, тут же я узнал о том, что «светодиоды не греются» — это вранье, так что ток пришлось снизить вдвое, с 10 мА на светодиод до 5. А еще через полгода успешной эксплуатации узнал и о том, что «светодиоды не перегорают» — это тоже неправда: первый светодиод в сборке погас, оказался пробит. А со временем и весь фонарь пришел в негодность.

И вот сейчас я снова слышу из каждого утюга про «вечные» светодиодные лампочки, а дома за неполный год перехода на светодиодные лампы перегорела уже третья по счету.

Почему светодиодные лампочки не вечны?

Да потому что ничего нет вечного. Светодиод, к тому же — штука тонкая. Буквально. В его структуре имеются слои толщиной в считанные нанометры, образующие квантовые ямы. Диффузия и электромиграция к таким слоям безжалостны — они размывают их, создают дефекты, постепенно снижая световыход и увеличивая вероятность катастрофы в масштабах крохотного кристалла, в котором, к слову, выделяется световая и тепловая энергия, удельное значение которой в расчете на кубический сантиметр p-n перехода можно сравнить разве что с ядерным взрывом (немного утрировано, но сами прикиньте плотность энерговыделения). Чем светодиод горячее, тем все эти негативные процессы будут идти быстрее. А он, как мы уже в курсе, греется. Греется даже тогда, когда через него идет ток в 10 миллиампер. А тем более — когда это мощный прибор, ток через который как минимум 100 мА, а бывает — и ампер, и даже три ампера. И в тепло, не смотря на всю энергетическую эффективность светодиодов, переходит значительная доля от подведенной к светодиоду электроэнергии. От двух третей до трех четвертей.

А куда охлаждаться светодиодам в светодиодной лампочке? А некуда, по большому счету. Светодиод сам по себе спроектирован, чтобы его можно было охлаждать. Кристалл припаян к массивному основанию из меди или высокотеплопроводной керамики, у этого основания есть специальная площадка для пайки к внешнему теплоотводу, в роли которой — плата с алюминиевой или медной подложкой. А подложка эта, по идее, должна быть через термопасту прикручена к хорошему радиатору с большой площадью. А прикручена она в лучшем случае к металлическому корпусу светодиодной лампы, площадь которого совершенно недостаточна для рассеивания более чем нескольких ватт тепла, да еще и в закрытом плафоне. В худшем — корпус вообще пластмассовый, и в этот корпус еще попадает тепло от драйвера и от не вышедшего наружу и потерявшегося в недрах лампочки света. Вот и жарятся светодиоды при температуре, превышающей 100, а то и 130°С. И, кстати, не только светодиоды, но и драйвер, который тоже нередко выходит из строя.

Читайте так же:
Линейный стабилизатор тока для светодиодов 220

Что делать-то?

Одно из трех. Либо мы, оставив на месте старую люстру, ставим в нее лампочки меньшей мощности. Они меньше будут греться и у них больше шансов прожить долго. Разумеется, в комнате станет темно: мы вернемся во времена, когда в люстре из экономии и пожаробезопасности стояли лампочки по 25 ватт, от которых ушли, поставив на их место пятнадцативаттные энергосберегайки, сделавшие из темной берлоги светлое помещение, в котором приятно находиться.

Либо мы покупаем новую люстру, в которую можно вкрутить больше лампочек. Так мы останемся со светлой комнатой и получим (возможно) более долгую жизнь лампочек. Только на люстру, как и на лампочки, придется потратиться.

И, наконец, третий вариант: мы забываем само понятие «светодиодная лампа», как страшный сон и ставим на место люстры специально спроектированный светодиодный светильник. Продуманный и в плане хорошего использования светового потока (у светодиодных ламп типа «висит груша — нельзя скушать» с этим в приборах, рассчитанных на лампы накаливания, не всегда хорошо — они плоховато светят вбок и назад), и в плане качественного охлаждения.

Рынок

На рынке есть такие светильники. Но по большей части они во-первых, дорогие, а во вторых — страшные. Этакие промышленные штуковины, которые уместны в гараже, цеху, в торговом зале гипермаркета, в офисе, наконец — но не в квартире. Нет, есть и красивые, и дизайнерские очень эффектно выглядящие светильники. Но — во-первых, опять же, цена, а во-вторых, в жертву дизайну принесено охлаждение.

Так, классическая китайская светодиодная люстра-блин — это пятьдесят ватт светодиодов, сидящих на алюминиевой плате в виде кольца диаметром 45 см и шириной сантиметров 8. И — все. Никакого тебе корпуса с оребрением, ничего. И опять-таки, плата в почти наглухо закрытом корпусе. Ну хоть драйвер чуть наружу вынесен. Вердикт: жить будет, как светодиодная лампочка. Только когда сдохнет, менять придется не лампочку за 150 рублей, а люстру за пять-десять тысяч.

В общем, выход, кажется, один: умелые руки.

Самодельный светильник: проектирование

Сразу скажу: светильник будет не на светодиодной ленте и без блютуса.

Для начала, оценим, сколько нам нужно света. Тут дело вкуса, но я люблю, когда в жилище светло. Всякий интимный полумрак я люблю в особых случаях, в романтичной обстановке, но в обычной жизни он навевает тоску. Считать можно по-всякому, но я воспользуюсь тем фактом, что с люстрой с пятью энергосберегайками по 15 ватт, дававшими каждая по 950 лм, в комнате было хорошо. То есть 5 килолюмен нам будет достаточно. Теперь идем на сайт Cree, находим там Datasheet на модули CXA2530. Почему именно на них? Да потому что у меня есть несколько штук таких модулей, и с ними удобно работать: к ним просто припаиваются провода, а сами модули сажаются прямо на радиатор с помощью прилагающегося фланца. А еще их несложно купить — известный китайский интернет-магазин в помощь. У имеющихся у меня модулей бин светового потока Т4, это соответствует номинальному световому потоку 3440-3680 лм. Сразу 20% от этой цифры отнимаем — они потеряются на рассеивателе. Получаем световой поток 2750-2950 лм, а учитывая, что получается этот поток при мощности около 30 Вт, получаем потребную для освещения мощность (подведенную к светодиодам) около 50 Вт. Поскольку комната у нас длинная, мы уберем люстру из центра и сделаем два одинаковых светильника по 25 ватт.

Читайте так же:
Как правильно подключить проходной выключатель света

Приняв КПД светодиодов за 25% (достаточно консервативная оценка — скорее всего, лучше, но уж точно не хуже), выясняем, что в каждом светильнике выделяется 18,75 Вт тепла. И наша задача — выбрать под это тепловыделение радиатор. Вот как мы это сделаем.

Будем исходить из максимальной температуры кристалла = 85°C и температуры окружающей среды = 35°C. То есть = 50°C. Перепад температуры пропорционален рассеиваемой мощности, а коэффициент пропорциональности называется тепловым сопротивлением: , и измеряется оно в кельвинах (или градусах цельсия) на ватт. В нашем случае тепловое сопротивление кристалл-окружающая среда должно быть равно 2 °С/Вт.
Из чего же состоит тепловое сопротивление? Первый его компонент — это тепловое сопротивление, присущее самому корпусу светодиода. Фирма Cree не дает эту величину в даташите напрямую, предлагая воспользоваться странным графиком, но в ранних публикациях в журналах о выпуске новых светодиодных матриц указывалось значение 0,8 °С/Вт.

Второй компонент общей величины теплового сопротивления — это сопротивление, создаваемое слоем термопасты между корпусом и радиатором. В качестве термопасты мы возьмем старый-добрый Алсил-3, с теплопроводностью = 1,7-2 Вт/м*К. При слое пасты толщиной 50 мкм и площади теплорассеивающей поверхности 2,8 (площадь круга диаметром 19 мм под излучающей поверхностью матрицы) получаем = 0,105 °С/Вт.

Итак, на радиатор у нас остается 1,1 °С/Вт. Исходя из этой цифры, выбираем радиатор, накинув процентов 30 «на вранье», на растекание тепла от маленькой матрицы и на то, что радиатор будет неоптимально ориентирован в пространстве. Например, нам подойдет профиль АВМ-076 размером сечения 176х40 мм с тепловым сопротивлением куска длиной 100 мм 0,5 °С/Вт. Нам хватит куска этого профиля длиной 80-100 мм. 100 мм — это стандартные куски, имеющиеся в продаже, 80 нужно заказывать у производителя (Виртуальная механика, virtumech.ru), такой вариант выглядит несколько более эстетичным за счет меньшей ширины.

Осталось выбрать драйвер. Критерии для его выбора — это ток и рабочие пределы выходного напряжения. Мощность 25 Вт получается при токе около 0,7 А, напряжение на матрице при этом составит около 35-36 В.

Конструкция

Перебрав несколько вариантов конструкции светильника, я остановился на рассеивателе из матового полупрозрачного пластика, имеющем вид полуцилиндра. Форма эта получается простейшим способом — за счет крепления изогнутой пластины к боковым сторонам радиатора. Способ крепления достаточно произволен — на винтах с прижимными пластинами, на клею — я воспользовался красным двусторонним скотчем «Момент». В качестве рассеивателя я применил рассеивающую пленку из подсветки разбитого ЖК монитора — она имеет очень хорошее светопропускание. Можно также заматировать абразивом пленку для печати на лазерном принтере или любую другую плотную пластиковую пленку.

Читайте так же:
Как закрепить выключатель для света

Матрица с предварительно припаянными проводами устанавливается с помощью комплектного фланца в центре радиатора с помощью двух винтов М3 (гайки использовать неудобно, так что придется поработать метчиком). Перед приклеиванием рассеивателя свободную от матрицы плоскую поверхность радиатора рекомендуется оклеить алюминиевым скотчем или окрасить белой краской — это снизит потери света.

По поводу термопасты — хотелось бы заметить, что использование темной термопасты не рекомендуется: она процентов на 10 снизит световой поток. Я это хорошо заметил на двух экземплярах, один из которых я сделал с Алсилом-3, а на второй алсила не хватило и я воспользовался пастой из комплекта кулера фирмы Scythe, имевшей темно-серый цвет. Разница при измерении люксметром очевидна. Также нет смысла использовать более дорогие, чем алсил, термопасты с большей теплопроводностью: и на алсиле падает в худшем случае пара-тройка градусов, погоды они не сделают.

После сборки первого светильника (в котором я использовал радиатор от процессора Pentium II и который поселился в кухне, у него чуть меньшая мощность в районе 15 Вт), я принял решение ставить в светильники для комнаты не одну матрицу, а две — это «размазало» пятно света на рассеивателе и сделало свет более комфортным. Более разумно было бы в таком случае ставить менее мощные модули, скажем, CXA1820. Модули соединил параллельно, нежелательных последствий в виде неравномерного распределения тока между ними это не вызвало — обе матрицы светятся на глаз одинаково. Но длину подводящих проводов я на всякий случай выровнял.

Крепление к потолку у меня — с помощью коромысла из жесткой стальной проволоки диаметром 2 мм, концы которого продеты в отверстия в крайних ребрах радиатора и загнуты. За центр коромысла зацеплен крючок, прикрепленный к потолку — такой длины, чтобы между натяжным потолком и радиатором оказалось расстояние в пару сантиметров. Драйвер спрятан за натяжным потолком. Если бы светильники делались до потолка, можно было бы в него запрятать и радиаторы.

Поверхность радиатора можно покрасить в черный цвет перманентным маркером или тонким слоем из баллончика (толстым не надо — теплоизоляция). А можно и не красить, глаза он особо не мозолит.

Результаты

Светло. Под лампами на высоте столешницы — 450 лк, в середине комнаты 380 лк. Свет комфортный, цветопередача — вполне (правда, на кухне оказалось, что сырое мясо под этим светом выглядит, как-будто его слегка подкрасили черничным соком). Радиаторы после многочасовой работы теплые, но не горячие. Мерцание равно нулю (заслуга качественных драйверов).

И по ценам: матрицы обошлись в 550 рублей каждая (курс с тех пор, конечно, поменялся), радиаторы — по 600 рублей, драйвера — по 250 рублей, пленка досталась бесплатно. Итого — 2200+1200+500 = 3900 рублей. Плюс два-три часа работы.

Конструкция светодиодной лампы

Для начала немного теории: расскажем, как устроена светодиодная лампа.

lampa_sxema

Устройство светодиодной лампы

Как известно, основным минусом любого светодиода является то, что света он производит гораздо меньше, чем тепла, следовательно, это тепло необходимо как-то отводить. Собственно, конструкция лампы решает в первую очередь именно эту задачу.

В самом низу нашей схемы расположен стандартный цоколь, который в идеале должен быть произведен из не окисляющегося и не особенно нагревающегося материала – например, специального пластика. При этом цокольная часть зачастую убирается в полимерное основание, что обеспечивает ее более надежную защиту.

Читайте так же:
Драйвер светодиода переменный ток

Если такая защита имеется, в ней обязательно должны быть предусмотрены вентиляционные отверстия, поскольку, как мы уже говорили, охлаждение — непременное условие длинной жизни такой лампы. Эту же задачу выполняет и радиатор, который занимает не меньше половины площади лампы и изготавливается из анодированного сплава алюминия.

Внутри лампы, под зашитой цоколя расположен так называемый драйвер — мозг лампы, который служит для преобразования переменного тока в постоянный. В идеале он должен быть снабжен несколькими стабилизаторами, поскольку электрические сети редко бывают идеальными и напряжение в них может скакать.

Непосредственно на радиатор встраивается монтажная плата. По сути, это алюминиевая пластина, на которой сверху расположены несколько светодиодов, а на нижнюю часть, обращенную к радиатору, наносится термопаста. Собственно, именно на монтажную плату приходится почти 90% тепла, излучаемого светодиодами. Наконец, на верхней части схемы расположена стеклянная колба, она же рассеиватель светового пучка. Эта часть практически не нагревается, однако во многом именно от ее конструкции зависит, чтобы лампа светила ровно и ярко.

Сгорела LED-лампа. Как ограничить ток?

Woof

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

  • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Сообщения

Soundoverlord

Алебастр

Алебастр

Soundoverlord

Алебастр


Антистатический пинцет, 2 шт

Похожий контент

Denis Shestakov

Доброго всем времени суток.
Во время ремонта дома совершил ошибку —
Приобрел лампы для обычного диммера с крутилкой — Legrand Valena Life, а они оказались не диммйируемые Катастрофа. Лампа от компании JazzWay, модель PTR 2310, устанавливается на трек, заявленная мощность 10w. Сама из себя представляет алюминиевый цилиндр радиусов 8 см и длиной 40см.
Когда я понял какую ошибку я совершил первое что пришло в голову это было разобрать и посмотреть что там внутри) Оказалось что с торцов этого цилиндра просто на резьбе вкручены заглушка и стопор для линзы. Под которыми я обнаружил драйвер (наверно это так называется) и светодиод с маркировкой LM002. Фото я приложу в посту. Во время работы он выйдет 73в на контакты светодиода. Мощность 130мА, хотя в этом я не уверен так как не совсем понимаю как правильно измерить это, в разрыв линии или тоже с клейм. (замер делал на клеймах светодиода как и вольтаж)
Далее вопрос —
Какие есть возможности переделать лампу в диммируемую и какой будет бюджет?
Возможно ли заменить этот источник питания на диммируемый без замены светодиода?
Возможно, например, приобрести лампочку с подобным или подходящим по тех светодиодном и заменить плату или все целиком с сохранением штатных мест?

Прошу помощи у понимающих в этой теме людей )))
Help

Анастасия Елфинова

Подскажите в чем дело.
Есть прожектор с led светиками,3 из них сгорели и он не работал.
Удалил 1 светик и на его месте поставил перемычку,он заработал!
Но резисторы которые перед диодным мостом DB157 за пару секунд нагреваются.
2 уже вышли и строя я заменил их на такой же номинал но на 1ватт а не на 0,5 как было.
Вместо перемычки поставил резистор 1Ком,засветился но резистор быстро начал греться и пришлось разомкнуть.
Если вместо всех 3х установить перемычки поможет?

Читайте так же:
Кабель для adsl розетка

Здрасьте. Радиогубила в эфире. Давно не виделись. Тут это, такое дело. Пришёл значит драйвер с алика для светодиодов. Мастерю самопальный светильник в радиорубку. Вот он на картинке.

Мощность — 30-50 Вт. Выдает ток 480ма. Что для моих 3-х ваттных сборок диодов 5730 архидофига, мне надо хотя бы 300ма, а лучше 280ма. Ну собственно, параллельные токозадающие резисторы имеются, это rs1 — 1.5 ом, rs2 — 1.8 ом, и для rs3 rs4 соответственно. В сумме сопротивление где то — 0.8 ом. Подключил две сборки последовательно и амперметр в разрыв, включил, драйвер завелся, сборки очень ярко засветились, ток действительно 480 ма, думаю про конский нагрев сборок буквально за секунды от такого тока говорить излишне. Значит надо понизить ток. Для начала просто отпаял rs2 и rs4 которые по 1.8 ом. Итоговое сопротивление стало 1.5 ом. Подключил к двум сборкам, ток выдал 270 ма. То что нужно подумал я. Подключил 15 Led сборок. Включил, а диоды светят слабо, ток 125ма. Отпаял одну сборку, подключил снова, ток повыше, светит ярче, но все равно слабо. Отпаял еще одну, лучше, но недостаточно. Еще. И вот минус 3 сборки, светит нормально при токе 270ма.
Хочется запитать все диоды. Мощность драйвера позволяет. 3в на 15 сборок получим 45вт мощности. Начал пытаться подбирать общее сопротивление токозадающих резисторов. Впаял обратно выпаенные 1.8 ом — подключаю, светят ярко все 15 штук, но ток 480ма. Впаял вместо 1.8 ом, резистор 3,3 ом. Все диоды светят. Ток опустился до 350ма, что тоже многовато. Впаял 5.1 ом. И вот тут началось интересное. При включение ток стартует с 170 ма и начинает медленно расти, сборки при этом моргают, рост длиться примерно пол минуты и выходит на 315ма.
Начал искать почему так. На алике один челик писал подробный отзыв и упомянул что: » Микросхема S9268D. При подборе резисторов, драйвер может не запустится, светильник будет моргать, в этом случае необходимо подбирать «задающие резисторы R3 и R4.» Во, мой случай, подумал я. Только, в какую сторону и каким номиналом их подбирать то? Этого к сожалению сказано не было.
Вот вам видосик как оно все происходит. Что скажут местные профи?

BullDozzer

Всем привет. Требуется помощь в подборе драйверов.
Искал хорошие led панели, но они оказали мне не по карману, поэтому принял решение сделать сам. Вот примеры LED панелей которые хочу сделать:

На одной панели планируется 72 светодиода по 3 Ватта каждый с напряжением 3,6v, помогите пожалуйста подобрать драйвер с запасом на эти 72 шт. Гуглил разные варианты но так и не смог разобраться с вольтажом.

Добрый день.
Есть вышедший из строя LED-светильник. Предположительно из-за образования конденсата внутри корпуса.
Фото драйвера
Был замечен пробитый резистор F1, заменён на аналогичный 10 Ом. При включении через лампу, лампа зажигается и
продолжает гореть, то есть где-то КЗ на плате. Что и как посоветуете проверить на этой плате?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector