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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Lâmpada LED de rede. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação Até recentemente, as fontes de luz mais populares eram as lâmpadas incandescentes, apesar de sua baixa eficiência e recursos limitados - apenas 1000 horas. Elas foram substituídas por lâmpadas fluorescentes compactas (LFCs) economizadoras de energia com um recurso declarado de até 10 horas. Com uso diário, por exemplo, operação de cinco horas, o prazo A vida útil de tal lâmpada deve ser de pelo menos cinco anos, mas na prática muitas vezes acaba sendo muito mais curta - o reator eletrônico (reator eletrônico, também chamado de reator eletrônico) falha, e os filamentos queimam. Atualmente, são cada vez mais utilizadas lâmpadas baseadas em LEDs brancos ultrabrilhantes, cuja vida útil chega a 000 horas (a vida útil estimada para o mesmo funcionamento diário é superior a 100 anos). Em outras palavras, tal lâmpada é praticamente eterna. Porém, para concretizar o recurso potencial dos LEDs, é necessária uma fonte de alimentação de rede que não reduza a confiabilidade dos LEDs, pois, como se sabe, a confiabilidade e durabilidade do sistema são determinadas pelos parâmetros de seu menos confiável e durável. elemento. Nos últimos anos, descrições de várias lâmpadas baseadas em LED foram publicadas na revista Radio. Para alimentar alguns deles [1, 2], são utilizadas fontes de rede com capacitor de lastro. A desvantagem de tais lâmpadas é a baixa confiabilidade. Quando conectados à rede, pulsos de corrente perigosos podem fluir através dos LEDs; eles não estão protegidos contra os efeitos do ruído de pulso, que pode danificá-los. Lâmpadas com fontes de alimentação chaveadas apresentam suas desvantagens [3, 4]. Eles contêm um número relativamente grande de elementos e não possuem confiabilidade suficiente. Como mostra a prática, mais da metade de todas as falhas de equipamentos eletrônicos ocorrem devido a falhas nas fontes de alimentação chaveadas e, quando a vida útil ultrapassa cinco anos, suas falhas tornam-se predominantes. Uma desvantagem comum dessas lâmpadas é o pequeno número de LEDs, o que impossibilita a organização de iluminação uniforme de uma área suficientemente grande.
Quando precisei de uma lâmpada econômica para iluminação adicional das mudas, fiz conforme o esquema mostrado na Fig. 1. O dispositivo contém uma ponte retificadora VD2, um capacitor de suavização C2, um estabilizador de corrente baseado em um estabilizador paralelo integrado DA1 e um transistor VT1 e 90 LEDs ultrabrilhantes EL1-EL90. O resistor R1 desempenha diversas funções: limita a corrente de ruptura do diodo limitador (supressor) VD1 quando é acionado por um ruído pulsado e a corrente de carga dos capacitores C1 e C2, forma, junto com o primeiro deles, um filtro que reduz o nível de ruído de alta frequência e pulsado e, por fim, serve como uma espécie de fusível (elo fusível) que explode durante possíveis curtos-circuitos e quebra de capacitores e ponte de diodos. O capacitor C2 reduz a ondulação da tensão retificada e aumenta o brilho dos LEDs. O supressor VD1 limita o ruído de impulso, aumentando significativamente a confiabilidade do dispositivo. O circuito estabilizador de corrente é emprestado de [5] e recalculado para estabilizar a corrente do coletor em 20 mA. Este valor, de acordo com [6], é ideal para a maioria dos LEDs brancos ultrabrilhantes com diâmetro de 3 e 5 mm. A queda de tensão direta entre eles é de 3...4 V, portanto o número de LEDs na lâmpada deve ser selecionado experimentalmente monitorando a tensão no coletor do transistor VT1. Quanto maior for, maior será a faixa de tensão da rede em que a lâmpada estará operacional, mas menor será a eficiência e vice-versa. É aconselhável utilizar resistores R1, R2 (MLT-0,5) e R3 (MLT-0,25) antigos, dos anos 70-80 (sua resistência durante o funcionamento da lâmpada mudará muito menos do que os fabricados recentemente). O capacitor C1 é um capacitor de supressão de ruído de filme importado com capacidade de 0,15...0,47 µF com uma tensão alternada nominal de pelo menos 250 V, C2 é um capacitor de óxido importado capaz de operar em temperaturas elevadas (o corpo de tal capacitor geralmente tem a inscrição “105 °C”). Para aumentar a durabilidade, é aconselhável vedar a extremidade do corpo e os terminais com composto epóxi. Esta é uma medida muito eficaz: os condensadores K50-6 assim modificados, por exemplo, funcionam para mim desde os anos 70 do século passado sem perder capacidade. O supressor simétrico 1.5KE400CA pode ser substituído por dois 1,5KE400 ou 1,5KE400A conectados costas com costas da SGS-Thomson ou P4KE400 menos potentes, P6KE400 de outras empresas. A tensão reversa da ponte de diodos VD2 deve ser de no mínimo 800 V, a corrente retificada deve ser de no mínimo 1 A (exceto RS107 indicado no diagrama, por exemplo, DB107, 2W10, DF10 são adequados). Você também pode usar uma ponte de diodos individuais com os mesmos parâmetros (1 N4007, FR107, KD257G, KD247D). Substituiremos o estabilizador paralelo TL431CLP pelo KR142EN19A doméstico - no modo aplicado ele funciona de forma bastante confiável. O transistor é selecionado a partir das seguintes considerações: para um determinado resistor nominal R2 na corrente de base, seu coeficiente de transferência de corrente estática h21e deve ser de pelo menos 30 e, além disso, deve suportar um curto-circuito da carga sem danos (ou seja, a tensão do coletor é de 300 V) e dissipar uma potência de pelo menos 300 V x 0,02 A = 6 W. Esses requisitos são atendidos, por exemplo, pelos transistores domésticos KT940A, KT8108B, KT8127A1 e 2SC1446, 2SC2241 importados. Os LEDs brancos ultrabrilhantes podem ser de qualquer tipo e diâmetro e podem operar de forma confiável a 20 mA. Ao combinar LEDs com diferentes ângulos de radiação, é alcançada a uniformidade de iluminação necessária. Para dar à luz a tonalidade desejada, alguns deles são substituídos por LEDs da cor de brilho correspondente.
Com base nas especificidades da aplicação, foram fabricadas duas lâmpadas (Fig. 2). Em um deles (o superior da foto), destinado à iluminação de uma pequena área, todos os LEDs e a fonte de alimentação estão montados em um invólucro feito de um pedaço de caixa elétrica (cabo) com seção transversal de 25x16 mm e comprimento de 400 mm. A fonte de alimentação da segunda lâmpada é montada em um plugue de alimentação e os LEDs estão em grupos de 10 peças. localizado em nove invólucros (um deles é mostrado na Fig. 2 abaixo), feitos a partir de seções de canal de cabos com seção transversal de 16x16 mm. Este design permite alterar rapidamente o nível e a área de iluminação. Ao instalar a lâmpada, as caixas são conectadas entre si e à fonte de alimentação com fios isolados. A instalação de ambos os dispositivos é articulada, as peças nos estojos são fixadas com cola quente. Observe que os LEDs ultrabrilhantes são muito sensíveis ao superaquecimento, portanto, deve-se ter cuidado ao soldar. Uma técnica tecnológica ajudará a evitar o superaquecimento: antes da soldagem, são colocados cotonetes embebidos em água destilada entre os fios dos LEDs, que são retirados após a soldagem. Literatura
Autor: K. Moroz
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