![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
zepeteВ предыдущем посте я доказал, что конденсатор плохо подходит для создания обходного пути прохождения тока требуемого для работы ВДУ, так как он получается очень большим. Поэтому лучше всего в один из патронов люстры вворачивать лампу накаливания.
Для этого схемы источников питания ВДУ разделю на 4 типа и для каждого типа выведу формулы для оценки мощности лампы.
1. Ведомый сетью выпрямитель.
В "цивилизации" это называется "Offline Inductor-Less Regulator". Реализуется микросхемами sr036, sr037, mp103, кр1182ем2. Это решение редкое, поэтому приведу упрощенную схему поясняющую принцип работы такого преобразователя.
Ключ S1 открыт пока напряжение сети ниже чем Vref, тем самым заряжая конденсатор C1 до напряжения приблизительно равного Vref (Vсс). Поэтому в таком преобразователе ток из сети потребляется когда напряжение сети выше чем напряжение на конденсаторе С1 и ниже чем Vref.
Основное потребление тока после изменения полярности напряжения. Это вызвано тем, что напряжение на конденсаторе C1 практически неизменно. Его специально рассчитывают для этого.
Напряжение на зажимах ВДУ, какое оно должно быть теоретически.
Напряжение на лампе накаливания, какое оно должно быть теоретически.
Грубо можно считать, что в один промежуток времени конденсатор C1 разряжается на внутреннюю схему, а в другой заряжается через лампу накаливания. Эти электрические заряды должны быть равны. Начало заряда, то есть заряд до изменения полярности сетевого напряжения, можно отбросить, так как этот интервал времени значительно короче "хвоста". Величину разряда на нагрузку за один полупериод принимаю равной I/100, где 100 - это двойная частота сети, а I - средний ток через нагрузку.
Величину заряда через лампу оцениваю через интеграл тока через лампу. То есть рассчет вести буду по такому уравнению.
I/100=(325/R)*(1/314)*(cos(asin(Ucc/325))-cos(asin((Umax+Ucc)/325)))-(Ucc/(R*314))*(asin((Umax+Ucc)/325)-asin(Ucc/325)),
где 325 - амплитуда напряжения в сети;
314 - круговая частота;
I - средний ток потребления ВДУ;
Uсс - напряжение на выходе преобразователя;
Umax - максимальное напряжение при котром лампы не вспыхиввают;
R - сопротивление лампы накаливания.
У моего ВДУ Ucc=15В, I=5мА. В этом случае, при максимальном напряжении на лампе равном 30В, требуется лампа с сопротивлением 100 Ом. Этому сопротивлению в холодном состоянии соответствует лампа накаливания мощностью 40 Вт. Что согласуется с теорией. Также видно, что конденсатор как мертвому припарка, что соответствует предыдущему посту.
Один конденсатор 0.47мкФ
лампа 40Вт
лампа 40Вт и конденсатор 0.47мкФ
лампа 150 Вт
лампа 150Вт и конденсатор
лампа 150 Вт и 40 Вт
лампа 150Вт, 40 Вт и конденсатор 0.47мкФ
График зависимости.
2. Импульсный источник питания.
По сути можно реализовать любую временную диаграмму тока. Наиболее эффективной будет симметричный меандр. Его и реализовать легко, достаточно установить минимально необходимую емкость для прохождения реактивного тока на входе, тогда самый дешевый обратноходовой преобразователь будет работать в таком режиме. Рассчет наиболее простой в этом случае. Достаточно максимально допустимое напряжение поделить на силу тока и полученную величину сравнить с сопротивлением лампы накаливания.
Видно, что здесь достаточно маленькой лампы мощностью 25 Вт даже для светильника со светодиодными лампами.
На самом деле может быть все не так замечательно. Может использоваться однопульсная схема выпрямления, тогда графики надо делить на 2. Она может использоваться когда в качестве выключателя работает реле в связке с МОП-ПТ. В этом случае 25-ватка будет впритык для светодиодных ламп и ВДУ потребляющего 20мА.
3. Пассивный "гаситель напряжения", то есть резистор или конденсатор.
Конденсаторы любят использовать в отечественных конструкциях, а резистор в импортных. Резистор нехорош тем, что у него сильно греются выводы, которые медленно и верно разрушают плату. Также он повышает температуру в внутри ВДУ. Конденсатор занимает большой габарит.
Напряжение ВДУ на порядок ниже напряжения в сети, поэтому ток можно считать синусоидальным. В мостовой схеме выпрямления амплитуда тока больше среднего тока в 1.57 раз, то есть в этом случае надо графики из предыдущего случая поделить на полтора.
Также может быть однопульсная схема выпрямления, тогда графики надо еще на 2 делить.
Выводы.
1. Ведомый сетью выпрямитель для светодиодных ламп не подходит совсем. Его можно использовать только с КЛЛ, причем ВДУ должен потреблять меньше 10мА в "отключке" и вкручивать придется лампу от 40 до 150 Вт.
2. Импульсный источник питания - лучший вариант для светодиодных ламп. Импульсный чник питания можно определить по трансформатору внутри.
3. Для светодиодных ламп предпочтительны ВДУ с полупроводниковым ключом, так как в них с большей вероятностью используется мостовая схема выпрямления, а значит мощность лампы накаливания нужна меньшая.
Для этого схемы источников питания ВДУ разделю на 4 типа и для каждого типа выведу формулы для оценки мощности лампы.
1. Ведомый сетью выпрямитель.
В "цивилизации" это называется "Offline Inductor-Less Regulator". Реализуется микросхемами sr036, sr037, mp103, кр1182ем2. Это решение редкое, поэтому приведу упрощенную схему поясняющую принцип работы такого преобразователя.
Ключ S1 открыт пока напряжение сети ниже чем Vref, тем самым заряжая конденсатор C1 до напряжения приблизительно равного Vref (Vсс). Поэтому в таком преобразователе ток из сети потребляется когда напряжение сети выше чем напряжение на конденсаторе С1 и ниже чем Vref.
Основное потребление тока после изменения полярности напряжения. Это вызвано тем, что напряжение на конденсаторе C1 практически неизменно. Его специально рассчитывают для этого.
Напряжение на зажимах ВДУ, какое оно должно быть теоретически.
Напряжение на лампе накаливания, какое оно должно быть теоретически.
Грубо можно считать, что в один промежуток времени конденсатор C1 разряжается на внутреннюю схему, а в другой заряжается через лампу накаливания. Эти электрические заряды должны быть равны. Начало заряда, то есть заряд до изменения полярности сетевого напряжения, можно отбросить, так как этот интервал времени значительно короче "хвоста". Величину разряда на нагрузку за один полупериод принимаю равной I/100, где 100 - это двойная частота сети, а I - средний ток через нагрузку.
Величину заряда через лампу оцениваю через интеграл тока через лампу. То есть рассчет вести буду по такому уравнению.
I/100=(325/R)*(1/314)*(cos(asin(Ucc/325))-cos(asin((Umax+Ucc)/325)))-(Ucc/(R*314))*(asin((Umax+Ucc)/325)-asin(Ucc/325)),
где 325 - амплитуда напряжения в сети;
314 - круговая частота;
I - средний ток потребления ВДУ;
Uсс - напряжение на выходе преобразователя;
Umax - максимальное напряжение при котром лампы не вспыхиввают;
R - сопротивление лампы накаливания.
У моего ВДУ Ucc=15В, I=5мА. В этом случае, при максимальном напряжении на лампе равном 30В, требуется лампа с сопротивлением 100 Ом. Этому сопротивлению в холодном состоянии соответствует лампа накаливания мощностью 40 Вт. Что согласуется с теорией. Также видно, что конденсатор как мертвому припарка, что соответствует предыдущему посту.
Один конденсатор 0.47мкФ
лампа 40Вт
лампа 40Вт и конденсатор 0.47мкФ
лампа 150 Вт
лампа 150Вт и конденсатор
лампа 150 Вт и 40 Вт
лампа 150Вт, 40 Вт и конденсатор 0.47мкФ
График зависимости.
2. Импульсный источник питания.
По сути можно реализовать любую временную диаграмму тока. Наиболее эффективной будет симметричный меандр. Его и реализовать легко, достаточно установить минимально необходимую емкость для прохождения реактивного тока на входе, тогда самый дешевый обратноходовой преобразователь будет работать в таком режиме. Рассчет наиболее простой в этом случае. Достаточно максимально допустимое напряжение поделить на силу тока и полученную величину сравнить с сопротивлением лампы накаливания.
Видно, что здесь достаточно маленькой лампы мощностью 25 Вт даже для светильника со светодиодными лампами.
На самом деле может быть все не так замечательно. Может использоваться однопульсная схема выпрямления, тогда графики надо делить на 2. Она может использоваться когда в качестве выключателя работает реле в связке с МОП-ПТ. В этом случае 25-ватка будет впритык для светодиодных ламп и ВДУ потребляющего 20мА.
3. Пассивный "гаситель напряжения", то есть резистор или конденсатор.
Конденсаторы любят использовать в отечественных конструкциях, а резистор в импортных. Резистор нехорош тем, что у него сильно греются выводы, которые медленно и верно разрушают плату. Также он повышает температуру в внутри ВДУ. Конденсатор занимает большой габарит.
Напряжение ВДУ на порядок ниже напряжения в сети, поэтому ток можно считать синусоидальным. В мостовой схеме выпрямления амплитуда тока больше среднего тока в 1.57 раз, то есть в этом случае надо графики из предыдущего случая поделить на полтора.
Также может быть однопульсная схема выпрямления, тогда графики надо еще на 2 делить.
Выводы.
1. Ведомый сетью выпрямитель для светодиодных ламп не подходит совсем. Его можно использовать только с КЛЛ, причем ВДУ должен потреблять меньше 10мА в "отключке" и вкручивать придется лампу от 40 до 150 Вт.
2. Импульсный источник питания - лучший вариант для светодиодных ламп. Импульсный чник питания можно определить по трансформатору внутри.
3. Для светодиодных ламп предпочтительны ВДУ с полупроводниковым ключом, так как в них с большей вероятностью используется мостовая схема выпрямления, а значит мощность лампы накаливания нужна меньшая.
