Boom zářivek s úspornými zářivkami postupně končí. Byly již nahrazeny LED žárovkami, které mají nepopiratelné výhody: lepší účinnost, okamžitý náběh, dlouhá životnost, neobsahují rtuťové páry a po vyhoření fosforu uvnitř žárovky nevyzařují ultrafialové záření. Jediným problémem jsou stále vysoké náklady na LED žárovky. Pokud však existuje neúspěšná zářivka s úsporou energie, lze ji snadno přeměnit na LED lampu pomocí níže uvedených metod.
Nejprve malá předmluva.
Energeticky úsporné zářivky ECOLIGHT zakoupené před několika lety začaly poměrně rychle selhávat. Nejprve vyhořelo vlákno v baňce jedné lampy, ale tato porucha byla rychle odstraněna instalací propojky na desku s plošnými spoji paralelně s přerušeným vláknem. Lampa se pozoruhodně dobře zapálila od zbývajícího neporušeného vlákna. Pak stejný osud potkal i druhou lampu. Po opravě, která pracovala asi půl roku, zbývající vlákna vyhořela, nejprve v jedné lampě a o měsíc později v jiné. Už jsem se nechtěl plést se zářivkami a vznikl nápad předělat neúspěšné lampy na LED.
První lampa měla výkon 18 W a poměrně široké tělo o průměru 55 mm, což vedlo k myšlence nainstalovat do ní několik desítek ultrajasných bílých LED s pracovním proudem 20 mA a připojit je k síť v sérii přes diodový můstek a pomocí kondenzátoru jako zhášecího předřadníku. Výsledkem je obvod znázorněný na obrázku níže:
Celkem bylo použito 40 LED diod HL-654H245WC ø4.8 mm se svítivostí 1,5 Cd a úhlem 140°. Obvod je sestaven na dvou deskách plošných spojů vyrobených z jednostranné fólie ze skleněných vláken:
Mezi sebou jsou desky upevněny pomocí jednoho stojanu uprostřed. Co se nakonec stalo:
Subjektivně se jas této lampy ukázal být přibližně stejný jako jas 30wattové žárovky a spotřeba energie byla pouze 1,1 W:
Stín lampy ve srovnání s žárovkou se ukázal být mnohem studenější.
Zajímavé je, že komerčně dostupné teplé a studené LED stejného typu a shodného jasu se liší cenou 4krát, ale i použité teplé žhavící LED (dražší) mají namodralý odstín ve srovnání s žárovkou. Co se týče výsledných nákladů na vyrobenou LED lampu, ta vyšla na úrovni hotové kupované se stejným počtem LED. Pravda, není známo, zda tyto hotové výbojky na 220 V mají usměrňovač s vyhlazovacím kondenzátorem. S největší pravděpodobností ne, protože je jednodušší a levnější zapojit páry LED diod back-to-back do série a přidat předřadný kondenzátor. A nechte si pro sebe blikat dvoufrekvenční lampu, protože o zrak spotřebitele se čínský výrobce nestará.
Vzhledem k poměrně vysokým nákladům na čtyřicet LED (0.125 $ * 40 = 5 $) předělat druhou 9W lampu v pouzdře 38,5 mm
Bylo rozhodnuto použít jednu výkonnou tříwattovou LED. Volba padla na 3 1 $ EDEX-1LA1.875-EXNUMX, který má následující vlastnosti:
Barevná teplota. 3200 K;
světelný tok (při proudu 700 mA). 130 lm;
provozní proud. 700 mA;
Pro tyto LED jsou k dispozici hotové radiátory „STAR“ za cenu 0.156 $:
Pro získání proudu až 700 mA pro napájení tak výkonné LED bylo rozhodnuto použít stávající měnič ve vypálené zářivce. Uzavřením všech vývodů žárovky a navinutím přídavného vinutí na induktor na desce lze takový převodník s minimálními náklady proměnit ve zdroj energie. Ve skutečnosti se z lampy získá hotový elektronický transformátor, je pouze nutné zajistit stabilizovaný proud pro napájení LED.
Zde je schéma energeticky úsporné žárovky zkopírované přímo z desky:
K přeměně na elektronický transformátor stačí odpájet žárovku, sevřít body 2 a 4 desky k sobě a navinout přídavné vinutí na tlumivku L2. Na přídavné vinutí je připojen usměrňovač s filtrem.
Pro stabilizaci proudu procházejícího LED byla původně testována metoda navržená v [1]. Jeho podstata spočívá v navinutí přídavného vinutí na řídicí transformátor T1 a jeho posunutí otevíracími tranzistory s řízeným polem pro přerušení kmitů měniče při překročení výstupního napětí (proudu). Nic dobrého z toho však nevzešlo. Jak ukázala analýza činnosti výše uvedeného obvodu, pro obnovení oscilací měniče trvá nabití kondenzátoru C3 na průrazné napětí dinistoru DB3 (3 V) asi 30 ms. I při velmi krátkém bočníku přídavného vinutí na T1 byla doba restartu převodníku cca 3 ms. V důsledku toho je řídicí charakteristika měniče neúplná. Při pokusu jen „mírně“ snížit výstupní napětí např. na 90 . 95 % se na výstupu usměrňovacího filtru okamžitě objevily krátké kladné impulsy s relativně dlouhými poklesy 3 ms (z přídavného silového vinutí induktor) místo konstantního napětí. Tito. regulační limity byly možné pouze v počáteční malé části provozu měniče.
Proto bylo použito jiné obvodové řešení, znázorněné na obrázku níže:
Doplňkovým obvodem je stabilizátor spínacího proudu, sestavený bez použití specializovaných mikroobvodů na široce rozšířené bázi levných prvků. Na induktoru lampy je navinuto přídavné vinutí, ze kterého je napětí přiváděno do diodového můstku VD1 . VD4 s filtračními kondenzátory C1, C3. Použití můstkového obvodu je způsobeno obtížností navinutí dvojnásobku závitů na induktoru L2 odbočkou ze středu z důvodu omezeného prostoru.
Na čipu DA1 je proveden regulátor napětí +2,5 V pro napájení komparátoru DA2 a budiče odporového referenčního napětí R5, R6. Rezistor R7 s odporem 0,1 ohmu funguje jako proudový snímač. Výkonový spínač je namontován na tranzistorech VT1, VT2. Ve výchozím stavu, kdy je přivedeno napájení, zatímco proud přes LED HL1 ještě neprotékal, je výstup komparátoru DA2 vysoký, VT1 je uzavřen a VT2 je otevřen přes R4. Přes induktor L1 teče do zátěže rostoucí proud. Při překročení referenčního napětí na invertujícím vstupu komparátoru DA2 se tento přepne do stavu s nízkou úrovní na výstupu. VT1 se náhle otevře a posune přechod z s-a VT2, uzavře je a způsobí samoindukční proud v obvodu VD5, L1, C4, C5, HL1, R7. Po snížení napětí na invertujícím vstupu komparátoru DA2 se jako C4, C5 vybijí, ten opět přejde do stavu s vysokou výstupní úrovní. VT1 se zavře, VT2 se otevře a celý proces se opakuje. Frekvence kmitání při vstupním napětí 7 V je 50 . 70 kHz. Naměřená účinnost stabilizátoru spínacího proudu byla 86 %.
Hodnota proudu procházejícího LED je zvolena rovna 0,6 A pro šetrnější provoz a menší zahřívání.
Postup přeměny energeticky úsporné žárovky
Skříň lampy se otevírá plochým šroubovákem (upevnění pomocí západek). Horní část s baňkou se opatrně zlikviduje (Pozornost! Výpary rtuti v baňce! Při poškození baňky je nutné ošetřit okolní předměty přicházející do styku s roztokem manganistanu draselného). Kondenzátor C5 lze z desky vyjmout, protože. není zapojen do práce. Zkratované body 2 a 4 na šachovnici. Tlumivka L2 je připájena a drátem MGTF-0,1 je navinuto další vinutí o 14 závitech (téměř až do úplného zaplnění mezery). Pro dobrou galvanickou izolaci je lepší použít MGTF.
Škrtící klapka je připájena na místo. Není na škodu zkontrolovat elektrolyt C3 pomocí ESR metru. Pokud je to možné, je lepší jej vyměnit za nový s kapacitou 4,7 . 10 mikrofarad x 400 V (105 ° C). Tím se sníží zvlnění 100 Hz na výstupu převodníku.
Poté je deska vyrobena z jednostranné fólie ze skleněných vláken:
Pro výrobu induktoru L1 byl použit již hotový DP2-0,1 pro 100 μH. Z něj bylo nožem odstraněno běžné vinutí a nové bylo navinuto drátem PEV2 ø0,3 mm rovnoměrně po celé délce jádra ve 3 vrstvách. Indukčnost tlumivky 51 uH. Můžete použít i zakoupenou tlumivku vhodných rozměrů s indukčností 47 μH a proudem minimálně 1,5 . 2 A.
Můžete zkusit vyměnit tranzistor VT2 IRLML6401 za IRLML6402.
Diody VD1 . VD4 SS14 lze nahradit libovolnými vhodnými SMD Schottkyho diodami, dimenzovanými na proud alespoň 1A a zpětné napětí 30 . 40 V, například SM5818, SM5819.
Diodu VD5 SS24 (2A, 40V) vyměňte za SS22, 10BQ015 nebo podobnou.
Jak bylo uvedeno výše, LED je připájena na hotový radiátor „STAR“, který je zase instalován na masivnějším radiátoru. V tomto případě byl použit chladič ze staré základní desky. S odříznutými „uši“ zapínání má rozměry 37,5 x 37,5 x 6 mm. Radiátor je připevněn k přídavné desce na 3 stojanech M3x15. Samotná deska je připevněna k horní části skříně lampy pomocí několika závitů elektrické pásky. Mezi standardní a doplňkové desky je nutné položit izolační těsnění vyřezané např. z nefóliového sklolaminátu.
Je žádoucí zapnout upravenou lampu poprvé se zátěží ve formě 5-wattového odporu s odporem 5 . 6 Ohmů s ampérmetrem zapojeným do série. Bezpečnější je zapnout lampu do sítě 220 V pomocí klasické 40 . 60 W žárovky. V běžném provozu by jeho spirála neměla svítit. Na katodě VD5 by měly být přítomny obdélníkové impulsy s frekvencí 50 . 70 kHz. Napětí na C3 by mělo být 5 . 8 V, proud zátěží je 0,6 A. Přesněji řečeno, hodnotu proudu lze nastavit výběrem odporu rezistoru R5. Poté můžete připojit LED.
Subjektivně odpovídá jas svitu takto upravené lampy 30W žárovce. Odstín je teplý, ale oproti žárovce je trochu studenější. Naměřená spotřeba byla 3,3 W:
Náklady na druhou verzi LED lampy byly cca 3.2$.
Literatura:
1) Jak stabilizovat elektronický transformátor. A.E. Shufotinský. Radioamátor č. 1/2010.
