В начале 2012 года ко мне в руки попал светильник на люминесцентных лампах. Корпус светильника был весьма длинный, я решил укоротить его и переделать на светодиоды. Модернизация была сделана на скорую руку — внутрь были установлены четыре светодиода (по 3 Вт каждый), радиаторы, а в качестве источников питания — четыре «зарядника» от старых мобильников.
Светильник был установлен в коридоре. Спустя 4 года эксплуатации я заметил, что из четырёх светодиодов работают только два…
Я снял светильник чтобы найти неисправность. Оказалось, что два «зарядника» вышли из строя. Было решено полностью переделать светильник — вытряхнуть весь этот колхоз, поставить новую начинку, и дать светильнику новую жизнь. Так как внутри достаточно свободного места, я решил не мелочиться, и собрать драйвер на недорогой «рассыпухе», сделав конструкцию легко повторяемой.
За несколько вечеров, проведённых с макетной платой, родилась схема драйвера:
Основные характеристики светильника:
- внешнее напряжение питания — переменное от 200 до 240 В
- внутреннее напряжение питания — постоянное от 12 до 40 В
- выходной ток — 700 мА
- возможность работы при отрицательной температуре окружающей среды
- КПД около 90 %
Сердце схемы — микросхема ШИМ-контроллера TL494. Её можно найти во многих компьютерных блоках питания типа АТХ, а можно купить и в радиомагазине, стоит она в пределах 15 рублей. Трансформатор T1 применён тороидальный, понижающий, с напряжением вторичной обмотки 20…24В. Элементы C3, R5 задают рабочую частоту ШИМ-контроллера. Биполярные маломощные транзисторы VT1, VT2 образуют буфер для управления мощным полевым транзистором VT3. Резисторы R6, R7 ограничивают ток базы транзисторов VT1, VT2. Стабилитрон ZD1 ограничивает максимальное напряжение, подаваемое на затвор полевика VT3. Резисторы R10, R11 образуют токоизмерительный шунт общим сопротивлением 0,5 Ом. Напряжение, падающее на шунте, через резистор R9 поступает на неинвертирующий вход усилителя ошибки DA1. Резисторы R2, R3 образуют делитель для получения необходимого опорного напряжения. Компоненты C1, R1, R4 образуют компенсирующую цепь, необходимую для стабильной работы преобразователя. Остальные конденсаторы являются фильтрующими.
Вытравил плату, запаял детальки:
Драйвер собран полностью на DIP-компонентах, так как внутри корпуса много свободного места. Да и SMD иногда надоедают, хочется разнообразия
Сигнальную часть схемы расположил в уголке. Для того, чтобы драйвер работал в условиях отрицательных температур, использовал микросхему TL494 с индексом IN.
На выходе драйвера поставил разъём для подключения светодиодов. Цепь вторичной обмотки трансформатора и выход драйвера защищены предохранителями.
Для подключения питающей сети 220В установлен соответствующий разъём. Также цепь первичной обмотки трансформатора защищена предохранителем.
Внешний вид платы со стороны дорожек.
Печатную плату покрыл электротехническим лаком для защиты от атмосферных воздействий, так как светильник установлен в коридоре, а зимой иногда температура там снижается до нуля градусов.
Светодиоды пересадил на другие радиаторы, в качестве которых использовал алюминиевые кожухи от старого движка. Плату драйвера закрепил при помощи латунных стоек.
Питающая сеть 220В подключается через разъёмы, снятые со старого импортного телевизора.
Внешний вид светильника после модернизации.
Светильник получился простой, надёжный, пригодный для длительной эксплуатации. Драйвер изготовлен с необходимым запасом прочности и тремя предохранителями для защиты на все случаи жизни.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | ШИМ контроллер | TL494 | 1 | |||
| T1 | Трансформатор | 220-24 В | 1 | |||
| FU1 | Предохранитель | 500 мА | 1 | |||
| FU2, FU3 | Предохранитель | 1 A | 2 | |||
| L1 | Ферритовая бусинка | 1 | ||||
| L2 | Катушка индуктивности | 330 мкГн | 1 | |||
| ZD1 | Стабилитрон | 8.2 В | 1 | |||
| VT1 | Биполярный транзистор | 2SC1815 | 1 | |||
| VT2 | Биполярный транзистор | 2SA1015 | 1 | |||
| VT3 | MOSFET-транзистор | IRF4905 | 1 | |||
| VD1 | Выпрямительный диод | RGP15G | 1 | |||
| VDS1 | Диодный мост | RS207 | 1 | |||
| HL1-HL4 | Светодиод | 3W 700mA | 4 | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | |||
| R2 | Резистор | 2 кОм | 1 | |||
| R3 | Резистор | 27 кОм | 1 | |||
| R4 | Резистор | 1 МОм | 1 | |||
| R5 | Резистор | 5.6 кОм | 1 | |||
| R6, R7 | Резистор | 3.3 кОм | 2 | |||
| R8 | Резистор | 10 Ом | 1 | |||
| R9 | Резистор | 1 кОм | 1 | |||
| R10, R11 | Резистор | 1 Ом | 2 | |||
| C1, C2, C4, C5, C7, C9, C11 | Конденсатор | 100 нФ | 7 | |||
| C3 | Конденсатор | 10 нФ | 1 | |||
| C6 | Электролитический конденсатор | 10мкФ 10В | 1 | |||
| C8 | Электролитический конденсатор | 10мкФ 50В | 1 | |||
| C10 | Электролитический конденсатор | 2200мкФ 50В | 1 | |||
| C12 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ 50В | 1 | |||