3W светодиодный драйвер, исследуем подробно

Представляю обзор очередного электронного устройства для питания самодельных светильников на базе 1-3шт 1Вт светодиодов.






Монтаж и пайка — нормальные, флюс почти отмыт
Размеры драйвера весьма малы: 24х16х15мм
Рисовать настолько простую схему — одно удовольствие :)

Схемотехника простейшая из возможных — сэкономлено по максимуму до последнего цента.
Защитный предохранитель отсутствует.
Сетевой выпрямитель однополупериодный.
Малая ёмкость накопительного конденсатора. Для однополупериодного выпрямителя при выходной мощности хотя-бы 2,5Вт, его ёмкость должна быть не менее 4,7мкФ
Снабберная цепь отсутствует.
Фильтры помех отсутствуют.
Выходной ток ограничен эмиттерным резистором 10Ом, при необходимости снизить ток, его можно заменить на резистор с большим номиналом. Снижать номинал не стоит.
Резистор смещения 1,2МОм перегружен по напряжению (его необходимо было составить из двух последовательно включённых)
Плюсы: низкая стоимость, малые габариты, приемлемый монтаж, термостойкие гибкие провода подключения, отсутствие помех
Минусы:
— Указанную мощность 3Вт драйвер не развивает. Максимум, что удалось из него выжать — 2,5Вт при напряжении 11В, при этом ключевой транзистор и импульсный трансформатор довольно сильно греются. При типичном напряжении 3-х 1Вт светодиодов (9-9,6В), мощность снижается до 2,3Вт
— Плохая стабилизация выходного тока, который «плавает» с прогревом драйвера, с изменением сетевого напряжения, с изменением нагрузки.
— КПД преобразователя довольно низкий из-за упрощённой схемотехники и отсутствия диода Шоттки на выходе. Максимальное значение КПД достигает при выходном напряжении 8-10В, что вполне логично.
— Защита от короткого замыкания на выходе отсутствует, т.к. ключевой транзистор в этом режиме очень быстро перегревается и выходит из строя. Минимальное выходное напряжение, при котором транзистор работает без перегрева — 1,5В
— Высокая пульсация выходного тока, причём на частоте 50Гц из-за однополупериодного сетевого выпрямителя и отсутствия жёсткой стабилизации выходного тока.
На резистивной нагрузке при напряжении 9В пульсация напряжения (и тока) составляет почти 1В (11%), что немного превышает допустимое значение

При выходном напряжении 6В пульсация составляет 0,57В (9,5%)

При выходном напряжении 3В пульсация в основном высокочастотная 0,42В (14%)


Проще всего уменьшить пульсации — подпаять на входе внешний диодный мостик типа B6S — B10S, DB105S — DB107S, DF06S — DF10S и зашунтировать выходной конденсатор керамикой 10-22мкФ. Только вряд-ли кто-то будет это делать.
Вот что получается после такой переделки на выходе при напряжении 9В — пульсации на частоте 100Гц всего 0,26В (менее 3%)

Несмотря на отсутствие каких-либо фильтров, помехи на радио отсутствуют — видимо из-за малой мощности и размеров драйвера.

При выходном напряжении 3В частота работы преобразователя 30кГц (измерялась ВЧ пульсация на выходе)

При выходном напряжении 6В частота работы преобразователя 47кГц

При выходном напряжении 9В частота работы преобразователя 64кГц

График зависимости выходного тока, выходной мощности и КПД от выходного напряжения

Используемые приборы и оборудование:
— Mastech MS8217 — 2шт
— Power Meter 16A
— DS203
— Нагрузка в виде проволочных переменных резисторов
— Microsoft Excel

Альтернативное применение этого драйвера — питание короткого отрезка светодиодной ленты 12В мощностью 2,5-3Вт. Для типичной ленты SMD5050 60LED/м отрезок должен быть длиной 20см (4 сегмента). Ещё можно питать светодиодные модули по такому-же принципу.

Вывод: драйвер хоть и рабочий, но лучше взять что-то другое, об этом в следующий раз.
Продолжение следует…