Драйвер светодиода на 10вт, без доработки вредный для здоровья

Всем привет. Обзор 10вт драйвера светодиода, отличительной особенностью которого является сильная пульсация выходного напряжения, т.к. на входе преобразователя отсутствует электролитический конденсатор. Желательна доработка.

Почему я выбрал именно эти 10-ваттные драйверы, а не другие из десятков предложенных в интернете вариантов, я за прошедшие с момента заказа полтора месяца уже не помню. Никакого обзора данной мелочи делать не планировал, но после того, как получил посылку, решил предостеречь покупателей от покупки подобного драйвера.

Похожий драйвер мощностью 20вт уже рассматривался на MYsku в обзоре mysku.club/blog/taobao/30813.html, схема тоже схожа, правда в моём случае применена микросхема со встроенным силовым ключом. Уменьшения уровня пульсаций выходного напряжения автор добился установкой дополнительного электролитического конденсатора по выходу сетевого выпрямителя.

Когда я собирался испытать полученные драйверы, мне сразу бросилось в глаза, что отсутствует электролитический конденсатор по выходу сетевого выпрямителя. На выходе драйвера установлен электролитический конденсатор на 50в 100мкф, также в схеме есть небольшой конденсатор по питанию микросхемы преобразователя.

Привожу фотографии драйвера:










Ёмкость плёночного конденсатора на выходе сетевого выпрямителя составляет 0,22мкф, но этот конденсатор предназначен скорее для устранения высокочастотной пульсации в цепях питания преобразователя, уменьшая испускаемые драйвером помехи, чем для фильтрации пульсаций частотой 100Гц выпрямленного сетевого напряжения.

Это напомнило мне схему электронного трансформатора для питания 12-вольтовых галогенных ламп. Такие трансформаторы продаются в электротоварах и имеют мощность от 40 до 150вт, и достаточно недороги. Построены они на простейшей двухтактной автогенераторной схеме, и также не имеют сколь-либо значительного фильтрующего конденсатора по выходу сетевого выпрямителя. Таким образом, при переходе сетевого напряжения через ноль, напряжение на выходе сетевого выпрямителя снижается вплоть до срыва автогенерации, и напряжение на выходе электронного трансформатора кратковременно исчезает. Но для галогенных ламп, обладающих значительной инерционностью, не имеет значения, что высокочастотное выходное напряжение промодулировано немного искажёнными половинками синусоиды с частотой 100гц. Вот примерная схема электронного транса:



Применяя электронный транс в своих поделках, и стремясь уменьшить уровень пульсаций на выходе мостового выпрямителя, которым я нагружал выход электронного трансформатора, я пытался подключить на выход сетевого выпрямителя дополнительный электролитический конденсатор ёмкостью в 10-20мкф. Но эта затея провалилась, дополнительный конденсатор отрицательно влиял на работу этой простой схемы, автогенератор выходил из под контроля, и сначала сгорал защитный резистор, а потом и предохранитель, который я ставил вместо резистора. Не знаю, отчего это происходило, то ли с увеличением конденсатора увеличилось среднее значение напряжения питания схемы преобразователя, то ли для данной схемы важна была кратковременная просадка напряжения питания до срыва автогенерации, то ли возникал ещё какой-либо нештатный режим, например однотактная автогенерация… Впрочем, тогда я не стал глубоко копать, а сейчас, видя схему, понимаю, что надо было попутно корректировать цепочку R2, R3, D6…

И вот я больше чем через 10 лет встречаю совершенно другое, но в то же время похожее схемное решение, в котором ради экономии отсутствует электролитический конденсатор по выходу сетевого выпрямителя… Забавно… Правда, включение дополнительного электролитического конденсатора не привело к фейерверкам, как когда-то в случае с электронным трансформатором, что очень радует.

Установленный на выходе драйвера конденсатор ёмкостью 100мкф не способен при токе нагрузки в 800-900мА сколь либо существенно сгладить пульсации частотой 100гц. Также автор упомянутого выше обзора указывает на незначительное уменьшение величины пульсаций светового потока при многократном увеличении ёмкости конденсатора на выходе драйвера, зато дополнительный конденсатор на выходе сетевого выпрямителя уменьшил пульсации в 10 раз. Поэтому я сразу был настроен на установку дополнительного конденсатора.

Кстати, измеренный автором упомянутого обзора уровень пульсаций светового потока очень мал для такой казалось бы «ужасной» схемы, и заслуга в этом как схемы драйвера с значительным запасом по минимальному входному напряжению, так и самих светодиодов. Если вместо такой нелинейной нагрузки, как светодиоды, подключить к драйверу, например, лампочку или резистивную нагрузку, уровень пульсаций выходного напряжения становится в разы больше, не 10%, как уровень пульсаций светового потока, а порядка 30-50% и сильно зависит от сетевого напряжения и тока нагрузки. Электронный трансформатор с автогенератором имеет такие же пульсации на выходе (все 100%), как и на входе. Импульсный же преобразователь с ШИМом при значительных пульсациях на входе выдаёт на выход куда более стабильное напряжение, со значительно меньшим провалом в момент, когда напряжение на выходе выпрямителя падает ниже минимально допустимого для схемы (порядка 80в). Регулировал входное напряжение драйвера ЛАТРом, уровень пульсаций резко увеличивается при снижении напряжения.

Самое первое включение драйвера я провёл без дополнительного конденсатора, в первый раз драйвер включился с задержкой примерно на 2-3сек, видимо должен был зарядиться конденсатор по питанию микросхемы, при последующих включениях задержки не было.

Испытание драйвера проводил 10-ваттным светодиодом, сначала без внешнего конденсатора. Напряжение на светодиоде было 11,46в при токе 0,85А. Но, учитывая значительную пульсацию выходного напряжения, я не очень надеялся на правдивые показания измерительных приборов.

Намного больше я стал доверять измерениям, когда припаял к драйверу первый попавшийся мне на глаза подходящий электролитический конденсатор:



При подключенном конденсаторе я получил следующие данные: напряжение на светодиоде 11,36в при токе 0,8а. При этом светодиод потреблял мощность 9,08вт, что, в принципе, меньше заявленной продавцом мощности драйвера, но не настолько мало, чтобы делать из этого проблему.

При работе драйвер нагревается, температура микросхемы порядка 62 градусов, трансформатора — около 70 градусов, самые горячие элементы — импульсные диоды на выходе преобразователя — около 85 градусов. Ну и для сравнения светодиод на радиаторе сам греется примерно до 72 градусов. Без внешнего конденсатора микросхема работает в более тяжёлом режиме, и нагревается сильнее, примерно до 72 градусов.

Пульсации напряжения не измерял (нечем), а приблизительно оценивал при помощи старинного ещё лампового осциллографа ЛО-70, у него сбоит синхронизация, поэтому сфотографировать картинку проблематично. Очевидны изменения уровня пульсаций при подключении внешнего кондёра, снижении входного напряжения, подключения пассивной нагрузки. Помех на радио и ТВ драйвер не наводит.

У продавца выставлена на продажу линейка драйверов светодиодов мощностью от 3 до 100вт. При этом электролитические конденсаторы по выходу сетевого выпрямителя имеются только у версий на 3 и 20вт, остальные такие же «пульсирующие» (см. наличие конденсатора по входу преобразователя):








Конечно, далеко не все разбираются в схемотехнике и могут по фото драйвера заключить, стоит ли его покупать или нет, тем более понять каким уровнем пульсаций выходного напряжения он может обладать. Поэтому хочу предостеречь народ (тех кто не планирует дорабатывать подобные драйверы установкой дополнительного конденсатора) от применения таких драйверов для освещения жилых помещений, особенно если напряжение в сети часто ниже номинального.