Немного об основах схемотехники светодиодных ламп

    Судя по комментариям, многих людей интересуют не только параметры светодиодных ламп, но и теория их внутреннего устройства. Потому я решил немного поговорить об основах схемотехнических решений, чаще всего применяемых в этой области.

    image



    Итак, ядром и главным компонентом светодиодной лампочки является светодиод. С точки зрения схемотехники светоизлучающие диоды ничем не отличаются от любых других, разве только тем, что в смысле применения их как собственно диодов они обладают ужасными параметрами – очень маленьким допустимым обратным напряжением, относительно большой емкостью перехода, огромным рабочим падением напряжения (порядка 3.5 В для белых светодиодов – например, для выпрямительного диода это был бы кошмар) и т.д.

    Однако мы понимаем, что главная ценность светодиодов для человечества состоит в том, что они светятся, причем порой достаточно ярко. Чтобы светодиод светился долго и счастливо, ему необходимо два условия: стабильный ток через него и хороший теплоотвод от него. Качество теплоотвода обеспечивается различными конструкционными методами, потому сейчас мы не будем останавливаться на этом вопросе. Поговорим о том, зачем и как современное человечество достигает первой цели – стабильного тока.

    К слову, о белых светодиодах
    Понятное дело, что для освещения более всего интересны белые светодиоды. Делаются они на основе кристалла, излучающего синий свет, залитого люминофором, переизлучающим часть энергии в желто-зеленой области. На заглавной картинке хорошо видно, что токоведущие проволочки уходят в нечто желтое — это и есть люминофор; кристалл расположен под ним. На типичном спектре белого светодиода хорошо виден синий пик:

    image
    Спектры светодиодов с разными цветовыми температурами: 5000K (синий), 3700K (зеленый), 2600K (красный). Подробнее тут.


    Мы уже разобрались, что в схемотехническом смысле светодиод отличается от любого другого диода только значениями параметров. Здесь надо сказать, что прибор это принципиально нелинейный; то есть, знакомому со школы закону Ома он совершенно не подчиняется. Зависимость тока от приложенного напряжения на таких устройствах описывается т.н. вольт-амперной характеристикой (ВАХ), причем для диода она носит экспоненциальный характер. Из этого следует, что самое незначительное изменение приложенного напряжения приводит к огромному изменению тока, но и это еще не все – при изменении температуры (а также старении) ВАХ смещается. Кроме этого, положение ВАХ слегка разное для разных диодов. Оговорю отдельно – не только для каждого типа, но для каждого экземпляра, даже из одной партии. По этой причине распределение тока через диоды, включенные параллельно, обязательно будет неравномерным, что не может хорошо сказаться на долговечности конструкции. При изготовлении матриц стараются либо использовать последовательное включение, что решает проблему в корне, либо выбирать диоды с примерно одинаковым прямым падением напряжения. Чтобы облегчить задачу, производители обычно указывают так называемый «бин» — код выборки по параметрам (по напряжению в том числе), в которую попадает конкретный экземпляр.

    image
    ВАХ белого светодиода.

    Соответственно, чтобы все работало хорошо, светодиод необходимо подключать к устройству, которое вне зависимости от внешних факторов будет с высокой точностью автоматически подбирать такое напряжение, при котором в цепи протекает заданный ток (например, 350 мА для одноваттных светодиодов), причем контролировать процесс непрерывно. Вообще, такое устройство называется источником тока, но в случае светодиодов в наши дни модно употреблять заморское слово «драйвер». В целом, драйвером часто называют решения, главным образом предназначенные для работы в конкретном применении – например, «драйвер MOSFET» — микросхема, предназначенная для управления конкретно мощными полевыми транзисторами, «драйвер семисегментного индикатора» — решение для управления конкретно семисегментниками, и т.д. То есть, называя источник тока драйвером светодиодов, люди намекают, что этот источник тока по задумке предназначен именно для работы со светодиодами. Например, он может иметь специфичные функции – что-нибудь в духе наличия светового интерфейса DMX-512, определения обрыва и короткого замыкания на выходе (а обычный источник тока, вообще, должен без проблем работать и на короткое замыкание), и т.п. Тем не менее, понятия часто путают, и, например, называют драйвером самый обычный адаптер (источник напряжения!) для светодиодных лент.

    Кроме того, устройства, предназначенные для задания режима осветительного прибора, часто называют балластом.

    Итак, источники тока. Самым простым источником тока может быть сопротивление, включенное последовательно со светодиодом. Так делают при малых мощностях (где-то до полуватта), например, в тех же светодиодных лентах. С увеличением мощности потери на резисторе становятся слишком велики, а требования к стабильности тока повышаются, и потому возникает необходимость в более продвинутых устройствах, поэтичный образ которых я нарисовал выше. Все они строятся по одинаковой идеологии – в них имеется регулирующий элемент, контролируемый обратной связью по току.

    Стабилизаторы тока разделяются на два типа – линейные и импульсные. Линейные схемы – родственники резистора (сам резистор и его аналоги также относятся к этому классу). Особого выигрыша в КПД они обычно не дают, зато повышают качество стабилизации тока. Импульсные схемы являют собой наилучшее решение, однако они сложнее и дороже.

    Давайте теперь кратко пробежимся по тому, что в наши дни можно увидеть внутри светодиодных ламп или рядом с ними.

    1. Конденсаторный балласт



    Конденсаторный балласт являет собой развитие идеи насчет включения сопротивления последовательно со светодиодом. В принципе, светодиод можно подключить в розетку прямо так:



    Встречновключенный диод необходим для того, чтобы не допустить пробоя светодиода в момент, когда сетевое напряжение сменит полярность – я уже упоминал, что светодиодов с допустимым обратным напряжением в сотни вольт не встречается. В принципе, вместо обратного диода можно поставить еще один светодиод.

    Номинал резистора в схеме выше рассчитан для тока светодиода около 10 – 15 мА. Поскольку напряжение сети гораздо больше падения на диодах, последнее можно не учитывать и считать прямо по закону Ома: 220/20000 ~ 11 мА. Можно подставить пиковое значение (311 В) и убедиться, что даже в предельном случае ток диода не превысит 20 мА. Все выходит замечательно, кроме того, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 2.5 Вт, а на светодиоде – около 40 мВт. Таким образом, КПД системы составляет порядка 1.5% (в случае одного светодиода будет еще меньше).

    Идея рассматриваемого метода заключается в том, чтобы заменить резистор конденсатором, ведь известно, что в цепях переменного тока реактивные элементы обладают способностью ограничивать ток. Кстати, использовать дроссель тоже можно, более того, так делают в классических электромагнитных балластах для люминесцентных ламп.

    Считая по формуле из учебника, легко получить, что в нашем случае требуется конденсатор емкостью 0.2 мкФ, либо катушка индуктивностью около 60 Гн. Здесь становится ясно, почему в подобных балластах светодиодных ламп никогда не встречаются дроссели – катушка такой индуктивности представляет собой серьезное и дорогое сооружение, а вот конденсатор на 0.2 мкФ добыть гораздо проще. Разумеется, он должен быть рассчитан на пиковое сетевое напряжение, причем лучше с запасом. На практике применяются конденсаторы с рабочим напряжением не менее 400 В. Немного дополнив схему, получаем то, что уже видели в предыдущей статье.

    image

    Лирическое отступление
    «Микрофарад» сокращется именно как «мкФ». Я останавливаюсь на этом потому, что достаточно часто вижу людей, пишущих в этом контексте «мФ», в то время как последнее — сокращение от «миллифарад», то есть 1000 мкФ. По-английски «микрофарад», опять же, пишется отнюдь не как «mkF», но, напротив, «uF». Это потому, что буква «u» напоминает букву "μ" с оторванным хвостиком.

    Итак, 1 Ф/F = 1000 мФ/mF = 1000000 мкФ/uF/μF, и никак иначе!

    Кроме того, «Фарад» — мужского рода, так как назван в честь великого физика-мужчины. Так что, «четыре микрофарада», но не «четыре микрофарады»!


    Как я уже говорил, преимущество у такого балласта только одно – простота и дешевизна. Подобно балласту с резистором, здесь обеспечивается не слишком хорошая стабилизация тока, и, что еще хуже, присутствует значительная реактивная составляющая, что не особо хорошо для сети (особенно при заметных мощностях). Кроме того, при увеличении желаемого тока будет расти необходимая емкость конденсатора. Например, если мы хотим включить одноваттный светодиод, работающий при токе 350 мА, нам потребуется конденсатор емкостью около 5 мкФ, рассчитанный на напряжение 400 В. Это уже дороже, больше по габаритам и сложнее в конструкционном плане. С подавлением пульсаций здесь тоже все непросто. В целом можно сказать, что конденсаторный балласт простителен только для небольших ламп-маячков, не более того.

    2. Бестрансформаторная понижающая топология



    Это схемотехническое решение относится к семейству бестрансформаторных преобразователей, включающему в себя понижающую, повышающую и инвертирующую топологии. Кроме того, к бестрансформаторным преобразователям также относится SEPIC, преобразователь Чука и другая экзотика, вроде переключаемых конденсаторов. В принципе, драйвер светодиодов можно построить на основе любой из них, однако на практике в этом качестве они встречаются гораздо реже (хотя повышающая топология применяется, например, во многих фонариках).

    Один из вариантов драйвера на основе бестрансформаторной понижающей топологии приведен на рисунке ниже.



    В живой природе такое включение можно наблюдать на примере ZXLD1474 или варианта включения ZXSC310 (которая в исходной схеме включения, кстати, как раз повышающий преобразователь).

    Здесь светодиод включается последовательно с катушкой. Схема управления отслеживает ток с помошью измерительного резистора R1 и управляет ключом T1. Если ток через светодиод падает ниже заданного минимума, транзистор открывается, и катушка с включенным последовательно с ней светодиодом оказывается подключенной к источнику питания. Ток в катушке начинает линейно нарастать (красный участок на графике), диод D1 в это время заперт. Как только схема управления регистрирует достижение током заданного максимума, ключ закрывается. В соответствии с первым законом коммутации катушка стремится поддержать ток в цепи за счет энергии, накопленной в магнитном поле. В этот момент ток протекает через диод D1. Энергия поля катушки расходуется, сила тока линейно убывает (зеленый участок на графике). Когда ток падает ниже заданного минимума, схема управления регистрирует это и снова открывает транзистор, подкачивая энергию в систему – процесс повторяется. Таким образом, ток поддерживается в заданных пределах.

    Отличительная особенность понижающей топологии – возможность сделать пульсации светового потока сколь угодно малыми, поскольку в таком включении ток через светодиод никогда не прерывается. Путь приближения к идеалу лежит через увеличение индуктивности и повышение частоты коммутации (сегодня существуют преобразователи с рабочими частотами до нескольких мегагерц).

    На основе такой топологии был сделан драйвер лампы Gauss, рассмотренной в предыдущей статье.

    Недостатком метода является отсутствие гальванической развязки – когда транзистор открыт, схема оказывается напрямую соединенной с источником напряжения, в случае сетевых светодиодных ламп – с сетью, что может быть небезопасно.

    3. Обратноходовый преобразователь



    image

    Несмотря на то, что обратноходовый преобразователь содержит нечто, похожее на трансформатор, в данном случае эту деталь правильнее называть двухобмоточным дросселем, поскольку ток никогда не течет через обе обмотки одновременно. В действительности по принципу действия обратноходовый преобразователь похож на бестрансформаторные топологии. Когда T1 открыт, ток в первичной обмотке нарастает, энергия в запасается в магнитном поле; при этом полярность включения вторичной обмотки сознательно подбирается такой, чтобы диод D3 на этом этапе был закрыт и тока на вторичной стороне не текло. Ток нагрузки в этот момент поддерживает конденсатор С1. Когда T1 закрывается, полярность напряжения на вторичной обмотке становится обратной (поскольку производная тока в первичной обмотке меняет знак), D3 открывается и накопленная энергия передается на вторичную сторону. В смысле стабилизации тока все то же самое – схема управления анализирует падение напряжения на резисторе R1 и подстраивает временные параметры так, чтобы ток через светодиоды оставался постоянным. Чаще всего обратноходовый преобразователь применяется при мощностях не более 50 Вт; далее он перестает быть целесообразным из-за возрастающих потерь и необходимых габаритов трансформатора-дросселя.

    Надо сказать, что существуют варианты обратноходовых драйверов без оптоизолятора (например). Они полагаются на тот факт, что токи первичной и вторичной обмоток связаны, и при определенных оговорках можно ограничиться анализом тока первичной обмотки (или, чаще, отдельной вспомогательной обмотки) – это позволяет сэкономить на деталях и, соответственно, удешевить решение.

    Обратноходовый преобразователь хорош тем, что он, во-первых, обеспечивает изоляцию вторичной части от сети (выше безопасность), а, во-вторых, позволяет относительно легко и дешево изготавливать лампы, совместимые со стандартными диммерами для ламп накаливания, а также устраивать коррекцию коэффициента мощности.

    Лирическое отступление
    Обратноходовый преобразователь называется так потому, что изначально подобный метод применялся для получения высокого напряжения в телевизорах на основе электронно-лучевых трубок. Источник высокого напряжения был схемотехнически объединен со схемой горизонтальной развертки, и импульс высокого напряжения получался во время обратного хода электронного луча.


    Немного о пульсациях



    Как уже было упомянуто, импульсные источники работают на достаточно высоких частотах (на практике – от 30 кГц, чаще около 100 кГц). Потому ясно, что сам по себе исправный драйвер не может быть источником большого коэффициента пульсаций – прежде всего потому, что на частотах выше 300 Гц этот параметр просто не нормируется, ну и, кроме того, высокочастотные пульсации в любом случае достаточно легко отфильтровать. Проблема заключается в сетевом напряжении.

    Дело в том, что, разумеется, все перечисленные выше схемы (кроме схемы с гасящим конденсатором) работают от постоянного напряжения. Потому на входе любого электронного балласта прежде всего стоит выпрямитель и накопительный конденсатор. Предназначением последнего является питать балласт в те моменты, когда сетевое напряжение уходит ниже порога работы схемы. И здесь, увы, необходим компромисс – высоковольтные электролитические конденсаторы большой емкости, во-первых, стоят денег, а, во-вторых, занимают драгоценное место в корпусе лампы. Здесь же коренится причина проблем с коэффициентом мощности. Описанная схема с выпрямителем имеет неравномерное потребление тока. Это приводит к возникновению высших гармоник оного, что и является причиной ухудшения интересующего нас параметра. Причем чем лучше мы будем пытаться отфильтровать напряжение на входе балласта, тем более низкий коэффициент мощности мы получим, если не предпринимать отдельных усилий. Этим объясняется тот факт, что почти все лампы с низким коэффициентом пульсаций, которые мы видели, показывают очень посредственный коэффициент мощности, и наоборот (разумеется, введение активного корректора коэффициента мощности скажется на цене, потому на нем пока что предпочитают экономить).

    Пожалуй это все, что в первом приближении можно сказать на тему электроники светодиодных ламп. Надеюсь, что этой статьей я в какой-то мере ответил на все вопросы схемотехнического толка, которые были заданы мне в комментариях и личных сообщениях.

    Средняя зарплата в IT

    110 000 ₽/мес.
    Средняя зарплата по всем IT-специализациям на основании 8 431 анкеты, за 2-ое пол. 2020 года Узнать свою зарплату
    Реклама
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее

    Комментарии 72

      +5
      Отличная статья! Мне понравилось)
        +4
        Спасибо!
          +1
          Достойна быть на Хабре, но украшает и ГикТаймс
        +3
        По этой причине распределение тока через диоды, включенные параллельно, обязательно будет неравномерным, что не может хорошо сказаться на долговечности конструкции

        Если быть точным, ВАХ современных мощных диодов (~10Вт) довольно полог, и параллельно соединение приемлемо в некоторых случаях. Например в девайсах с автономным питанием (фонарях), использующих литиевые батареи. Дело в том, что понижающий преобразователь проще, безопаснее, и главное — энергетически выгоднее (имеет чуть выше КПД) повышающего, и при грамотном подборе светодиодов разброс токов через них будет единицы процентов. Но тут тоже есть риск — при обрыве одного из них остальные получают повышенный ток, и если диодов мало (2-3) получим цепную реакцию с вылетом всей сборки. Но сам риск обрыва крайне мал.
          0
          В принципе, полуваттные тоже параллелят — соблазн велик. Тут еще важен хороший тепловой контакт между всеми светодиодами, чтобы избежать разбега при разогреве. Ну и выбирать по бину, конечно.
            0
            Естественно, делают всё на одной подложке, желательно на медной, одного бина, одной партии.
            +1
            Кроме обрыва еще есть деградация, которая ведет к росту падения напряжения. А по ее скорости никаких бинов нет. Причем по мере деградации увеличивается тепловыделение на глубже «просевших» кристаллах, так что возникает положительная обратная связь. Так что со временем даже хорошо подобранные светодиоды без уравнивающих резисторов заметно разбегаются. Это хорошо заметно на китайских квадратных низковольтных COB-матрицах на 10 и 20 Вт, у которых после наработки ~6000 часов в номинальном режиме яркость в отдельных ветвях различается раза в полтора (оценивал по фотографиям работающих матриц).
              0
              Скорость деградации напрямую связана с температурой, и если теплоотвод хороший, то не так страшен чёрт. Собственно теплоотвод и есть проблема COB-матриц.
                0
                Да если б он еще был хорошим. Теплоотвод есть проблема практически любых светодиодных светильников с мощностью больше 3-5 Вт, и особенно — пресловутых светодиодных ламп.
            0
            Ещё не дочитал до конца, но вот кое к чему глаз привязался:

            Самым простым источником тока может быть сопротивление, включенное последовательно со светодиодом.
            Чтоооу? Этот момент Я немножко подпролюбил, дорогой автор, растолкуй пожалуйста.
              +5
              Да, в принципе, резистор (вкупе с источником напряжения, разумеется) можно считать простейшим источником тока.

              Смысл в том, что внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю, идального источника тока — бесконечности. Добавляя резистор, мы как бы наращиваем сопротивление источника напряжения с точки зрения светодиода, приближая первый к источнику тока.

              В статье дан пример, в котором сопротивление резистора получается равным порядка 20 кОм. В сравнении с дифференциальным сопротивлением светодиода, имеющим порядок десятка Ом, это почти бесконечность. Так что можно считать, что получается неплохой источник тока.
                0
                Уоу-уоу :) Исчерпывающий ответ на мой дурацкий вопрос. Спасибо
                К этому моменту статью уже осилил до конца, понял процентов 85%, годно пишете, давайте есчо!
                  +1
                  Не за что.

                  А что осталось непонятым? Спрашивайте.
                    0
                    Лааадно)
                    Например: Чаще всего обратноходовый преобразователь применяется при мощностях не более 50 Вт; далее он перестает быть целесообразным из-за возрастающих потерь и необходимых габаритов трансформатора-дросселя.
                    Там есть ссылка, но технические тексты на инглише пока не осиливаю, посему вопрос: вследствие чего потери после 50 Вт возрастают?
                    И еще: почему коэф. пульсаций после 300 Гц не нормируется?
                      +2
                      Как упоминалось в статье, трансформатор обратноходового источника, который на самом деле дроссель, в каждом рабочем цикле накапливает в магнитном поле всю ту энергию, которую необходимо передать в нагрузку в течение данного цикла. Разумеется, есть какой-то процент потерь (более всего на нагрев). С ростом мощности нагрузки на каждом цикле требуется передавать все больше энергии. Растет ток в трансформаторе, растут потери. Чтобы сдерживать потери, приходится увеличивать габариты транформатора-дросселя, наматывать его более толстым проводом и т.п. В какой-то момент (как раз около 50 Вт) становится дешевле сделать источник с настоящим трансформатором, например, на основе полумостовой топологии.

                      На второй вопрос я отвечал в предыдущих статьях. Смысл в том, что (по утверждениям биологов) после 300 Гц на пульсации освещенности не успевает реагировать сама сетчатка, потому раздражитель не доходит до мозга. Сама цифра 300 Гц закреплена в СанПиН'е.
                        +1
                        После 300 Гц раздражитель дойдёт до мозга в виде стробоскопического эффекта. Если я современный монитор ставлю на самую низкую яркость (для комфортного чтения в темноте), то у меня появляется песок в глазах, хотя частота ШИМ явно выше 300 Гц.
                          +1
                          Мерцание при резком движении взгляда заметны и на 2х с лишним килогерцах. У меня часы так шимятся, думал достаточно будет, ан нет, заметно.
                            0
                            Ну, это вопросы к органам стандартизации. В любом случае, понижающие драйверы легко избавляемы от больших пульсаций, как я писал.
                              0
                              Некропост, но в тему

                              > хотя частота ШИМ явно выше 300 Гц.
                              Совсем не явно. Полно мониторов использующих частоту ШИМ в модуле подсветки в 180-240 Гц.
                              Высокие частоты ШИМ в основном в ноутбуках и мобильных девайсах встречаются, а отдельные большей частью на низких частотах работают.

                              К счастью бывают и мониторы вообще без ШИМ пульсаций на низкой яркости, правда их приходится тщательно искать.
                      +2
                      Здорово у вас получается описывать, доходчиво.
                        +2
                        Спасибо, я стараюсь. :)
                    0
                    Хм… то есть «блоки питания» за кучу денег для светодиодных лент — обычные трансформаторные/импульсные понижающие преобразователи? А вся стабилизация делается резисторами на самой ленте? Или как?
                    А то я задумал использовать светодиодные ленты для освещения ванной, теперь вот после прочтения статьи думаю — а не получу ли я никакой КПД?
                      +1
                      Всё именно так, как вы описали. В 12-вольтовой ленте, как правило, светодиоды включаются по 3 последовательно (падение на них около 9в), остальное гасится резистором. Собственно метки, по которым лента режется, как раз и разделяет блок в 3 диода и 1 резистор.
                      Для светодиодного освещения ленты очень плохой вариант. Для подсветки годится, в шкафчиках разных, углах тёмных, но не для постоянного освещения. Там другие технологии используются, но тут я уже не в теме.
                        +1
                        Спасибо за ответ. Хм… теперь в раздумьях… хотел просто сделать равномерное освещение по периметру потолка, и скрыть источники света конструкцией из гипсокартона.
                        Буду думать чем заменить ленту…
                          0
                          По КПД лента не так уж и плоха. Более того, есть немного разные ленты с разными характеристиками. Так что можно подобрать, если вам её свет понравится.
                          Как вариант, можно ещё использовать линейные люменисцентные лампы. Они тоже есть разные по цвету, а КПД у некоторых выше, чем у светодиодов.
                          Я себе сделал как раз такими лампами:
                          Как-то так
                          image

                            0
                            А не слишком ярко получается лампами? Какой мощности лампы ставили, сколько их всего?
                            Судя по фото — они по всему периметру размещены.
                              +1
                              12 * 36 вт. С диммируемыми ЭПРА, яркость регулируется от 100 до 1%. Но, в отличии от светодиодов, КПД при уменьшении яркости падает сильно. Так что и тут ленты лучше. Хотя мне лично не нравится их цвет. Да и при сравнимой мощности они выходили дороже.
                                0
                                мне лично не нравится их цвет.


                                Так ленты-то разные бывают. Единственно только да, если заказывать через интернет, то сложно угадать, какой оттенок на самом деле будет. Бывают безумно зеленые «холодные» ленты, безумно сиреневые «теплые» и т.п. Но бывают и очень хорошие.
                                  0
                                  С лампами как-то более надёжно. Если у OSRAM написано CRI > 90%, значит так и есть, а играть в рулетку с китайцами больно дорого выходит. Магазины, торгующие лентами, объехал — ничего приличного не нашёл.
                                  +1
                                  Хм… 12 * 36 Вт — это, я так понял, 100% периметра занято, для равномерности освещения. И если включить их на 100% яркости — наверное, и ослепнуть можно?
                                  Кстати, спасибо за наводку на диммируемые ЭПРА, это интересно.
                            0
                            Можно конкретные претензии к светодиодным лентам? На Хабре была когда-то статья, где человек обустроил себе освещение в комнате, наклеив ленту по периметру под потолком, и остался доволен. Около года назад я повторил этот опыт и меня тоже всё устраивает: Поскольку каждый светодиод светит слабо, можно смотреть на любую точку ленты без появления дискомфорта (лампочки слепят, потому что свет сконцентрирован в одной точке), освещение рассеянное, а заслонить своей тенью свет, когда читаешь или чем-то занят, проблематично, где бы я не находился. При этом затраты минимальные (разве, что блок питания дороговат, а светодиодные ленты стоят копейки в Китае, особенно когда доллар был дешевле, ибо дело было около года назад), не нужно делать ремонт заново и тщательно планировать расстановку источников освещения. Я взял ленту тёплого свечения и её спектр меня устраивает (она даже теплее лампы накаливания 100 ватт визуально).

                            Из минусов разве, что она местами плохо приклеилась. Возможно, китайцы пожмотились на клей, возможно, надо было лучше подготовить поверхность, возможно, я просто криворукий. В любом случае проблему можно избежать, если клеить на свой собственный клей, а не самоклейку, которая на самой ленте.
                              0
                              Ну, конкретная претензия получается одна — невысокий КПД.
                                +1
                                У многих светодиодных лампочек, особенно noname, КПД блока питания ещё ниже (при том сильно), чем 85% у светодиодной ленты. Так что всё относительно. Конечно, если есть возможность купить большое количество (для рассеянного освещения нужно много лампочек) фирменных оригинальных качественных лампочек и произвести сильные изменения в системе освещения квартиры, то КПД будет выше при том же качестве освещения, но экономия электричества будет уже не в разы, как в случае с лампами накаливания, а гораздо меньше и тут уже спорный вопрос покроет ли экономия затраты.
                                  +1
                                  Не только. В лентах обычно используются диоды с узким спектром и низким индексом цветопередачи. Будет напрягать зрение.
                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                  0
                                  Не очень понятно, за что так ругают ленты.

                                  За то, что синюшного шлака очень много. Уверен, есть и нормальные варианты, но чтобы найти их надо вникать в тему.
                                0
                                Все ленты, которые я встречал, питаются просто постоянным напряжением. Ток светодиодов задается резисторами.
                                Потому многие ленты можно резать.
                                  0
                                  У обычных лент КПД не очень из-за рассеивания тепла на резисторах. Их сильная сторона — габариты и простота установки.
                                    +2
                                    Я не автор статьи, но отвечу.

                                    Да, блоки питания для светодиодных лент это обычные блоки питания на 12В. Светодиодные ленты можно питать от любых источников напряжения достаточной мощности, которые выдают 12В (в том числе компьютерный БП и свинцовый аккумулятор, последний вообще не содержит внутри себя никакой электроники).

                                    В светодиодных лентах обычно соединяются последовательно 3 диода и резистор. При падении напряжения на диоде 3.4В (белые светодиоды) на них упадёт 10,2В. Остальные 1,8В выделится на резисторе в виде тепла. Как можно заметить, это не такая уж большая доля энергии, поэтому ею можно принебречь, если вы не проектируете фонарик на батарейках.
                                      0
                                      Ну как сказать небольшая доля… 15% получается. И если использовать для освещения в комнате — то не так и мало это.
                                      Вобщем, не вариант для общего освещения в квартире.
                                        +1
                                        На мой взгляд это уже несколько субъективно. С моей точки зрения 15% потерь не отменяют остальных плюсов и с этим можно жить. Тем более, что далеко не каждая светодиодная лампочка может похвастаться КПД 85%. У меня недавно развалилась (сама по себе, просто лежала-лежала и развалилась на две части, когда её взяли с полки) noname-лампочка, после исследования её схемы (которая оказалась предельно простой) и некоторых рассчётов получился КПД около 20%. Так что всё относительно и светодиодные ленты часто могут оказаться не таким уж плохим вариантом. Хотя бы можно быть уверенным, что не надуют с блоком питания.
                                          0
                                          Хм… изучил немного вопрос — действительно, не всё так однозначно.
                                          Нужно брать калькулятор и считать, возможно получится вполне сносно.
                                          Спасибо что натолкнули на поиски.
                                            0
                                            Так есть ведь еще и блок питания, у которого КПД никак не 100%. :)
                                            0
                                            Насколько я знаю, светоотдача ленты составляет порядка 60 лм/Вт, что совсем неплохо — на уровне КЛЛ. Учитывая простоту монтажа и дешевизну — вполне неплохой вариант.
                                              0
                                              Только у КЛЛ это светоотдача по энергии, которую потребили из сети, а у КЛЛ — от блока питания. У которого КПД в лучшем случае тоже где-то 85%. И получаются уже довольно унылые 50 лм/Вт при унылом сроке службы (вызванным простотой монтажа — ленту вообще-то тоже надо охлаждать, а ее прямо на дерево клеют и в ус не дуют)
                                          0
                                          Да, просто трансформаторы. Если БП небольшой мощности — то 90%, что это тот же самый обратноходовый источник, только сконфигурированный в режиме постоянного напряжения на выходе. Кстати, зарядки для телефонов устроены так же.

                                          Кучу денег они могут стоить либо по прихоти продавца, либо оттого, что и правда качественно сделаны. Например, там может быть активная коррекция коэффициента мощности.
                                          +1
                                          Очень хорошая статья — вспомнил свои 8 лет радиокружка.
                                          Еще немного и на лампы большой мощности начнут вешать вентиляторы.
                                            0
                                            Ну лампу в проекторе (хотя она и не светодиодная) и так охлаждают с помощью вентилятора. Так что всё новое это хорошо забытое старое :-)
                                              0
                                              Спасибо!

                                              Я, кстати, в свое время вел радиокружок. До тех пор, пока мне не надоело работать за 900 рублей в месяц.
                                                0
                                                Есть такое дело, там только энтузиасты и оставались, а сейчас и энтузиастов разгоняют — помещения выгодней сдавать.
                                              +1
                                              Смущает фраза — «закону Ома он совершенно не подчиняется»
                                              Просто здесь вводится понятие динамического (дифференциального) сопротивления, на рисунке — ΔU/ΔI. Именно на него будет нагружаться наш источник питания. Как видно — это динамическое сопротивление значительно меньше, чем сопротивление диода при определенном токе. При маленьком изменении напряжения, ток будет значительно меняться, а он должен быть постоянный. Поэтому для питания светодиодов и необходим стабилизированный источник тока, а не напряжения.
                                              image
                                                0
                                                Ну, крутить понятия можно по-разному. :) Вон, в методе комплексных амплитуд вообще сводят расчет цепей переменного тока к расчету по тому же закону Ома. Тем не менее, классический школьный закон Ома предполагает, что сопротивление не зависит от тока.

                                                Дифференциальное сопротивление — это, вообще говоря, не сопротивление вовсе. Просто размерность совпадает. Это как раз, как видно из определения, мера наклона ВАХ в данной точке. В другой точке оно будет другое.

                                                По постоянному току источник будет нагружен на кажущееся сопротивление диода в данной точке ВАХ. Дифференциальное сопротивление может пригодиться для расчета коэффициента стабилизации. Правда, для светодиодов его редко кто считает.
                                                  0
                                                  Не потому нужен источник стабилизированного тока, что
                                                  При маленьком изменении напряжения, ток будет значительно меняться, а он должен быть постоянный.

                                                  В таком случае никакой проблемы сделать источник со стабильностью выходного напряжения на уровне 10 мВ и никаких проблем. Но ничего не выйдет, потому что ВАХ еще зависит от температуры и времени. И с учетом температурной зависимости дифференциальное сопротивление светодиода может даже стать отрицательным.
                                                  0
                                                  У балластных схем питания СИД ламп, помимо простоты и дешевизны, есть еще один, обычно не афишируемый, плюс: по факту они диммируются, хотя на упаковке указано not dimmable. Понятно, что регулировочная характеристика такой лампы весьма ограничена и рабочий участок ее сильно нелинеен, однако для реализации двуступенчатого регулирования освещения вполне достаточно.
                                                  Это свойство я использовал для снижения яркости свечения СИД ламп декоративной подсветки MR16 Navigator 3W 3000K в детской комнате, которые по таймеру переводятся в ночной режим со снижением мощности приблизительно в пять раз (путем включения параллельной группы из двух ламп через тривиальный резистивный балласт). Решение оказалось cost effective — 85 р. за указанную выше лампу (в Кастораме) против 400-600 р. за официально диммируемую лампу сравнимой мощности плюс сам диммер плюс сопряжение с диммера с таймером.
                                                    0
                                                    Не знаю… Если там и правда гасящий конденсатор, то я бы их в основное освещение вообще не ставил (я правильно понял, что в этом режиме они — единственный источник света?). Там же пульсации доходят до 80% и более.
                                                      0
                                                      Да, в режиме ночника — это единственный источник света в комнате. Пульсаций светового потока не ощущается вовсе.
                                                        0
                                                        Вероятно из-за того, что при слабом свете глаз, как и фотоаппарат, увеличивает выдержку.
                                                          +1
                                                          Ага, чувствуется, как затворы в глазах реже начинают щелкать.
                                                            0
                                                            Ну, диафрагма-то заметно так раскрывается. И шумы вполне видимо вырастают =)
                                                    0
                                                    Скажите, а долговечность белых светодиодов не страдает от использования люминофора? Прочитал в НиЖ что-то вроде «трёхкомпонентные светодиоды со временем меняют спектр из-за неравномерной деградации, светодиоды с люминофором этого недостатка лишены» и удивился: неужели светодиоды деградируют быстрее, чем выгорает люминофор?
                                                      +1
                                                      В смысле? Имеется в виду долговечность самого кристалла после покрытия его люминофором? По идее не должна бы, так как основное тепло отводится через специальные элементы конструкции. Про охлаждение можно почитать тут.

                                                      image

                                                      Люминофор, разумеется, тоже деградирует. На эту тему ведутся исследования.

                                                      А какого года тот журнал был?
                                                        0
                                                        Долговечность устройства в целом. Журнал ноябрьский, вот. Спасибо за ссылку, но больно там статья большая и непонятная. Ну ладно, я так понял, проблема не слишком актуальна.
                                                          +1
                                                          В принципе, светодиоды достаточно долговечны (в соответствующих условиях эксплуатации), несмотря ни на что. Никогда не слышал, чтобы люминофор сильно влиял. В любом случае ресурс у них куда больше, чем у ламп накаливания и некоторых люминесцентных.

                                                          Долговечность устройства в целом в гораздо большей степени определяется электролитическими конденсаторами, кстати.
                                                            0
                                                            Да в принципе устройство (нормально сделанное) быстрее морально устареет. Разработчики не спят, и тихо, без пафоса, выпускают новинки хотя-бы раз в год. Новые кристаллы всё эффективнее, спектр лучше, характеристики всё вкуснее.
                                                        0
                                                        трехкомпонентные деградируют неравномерно поэтому меняют цвет, а с люминофором который — у него один компонент деградирует и просто снижает яркость.
                                                          0
                                                          Я имел в виду, что выгорание люминофора состарит устройство быстрее чем другие факторы. Я снимаю вопрос, у меня, наверное, неправильное представление о живучести люминофоров.
                                                        0
                                                        Я вот подумываю о том, что бы перевести группы освещения на постоянный ток. Драйверу то все равно, переменка или постоянка. А лампами накаливания я уже года три не пользуюсь. Плюс провода будут меньше фонить.
                                                          0
                                                          Не положено в быту с точки зрения техники безопасности. Только если низковольтная сеть.
                                                          0
                                                          Забавно:
                                                          назван в честь великого физика-мужчины

                                                          Когда я учился, единица емкости фарада была женского рода.
                                                          @Сарказм@ Неужели в честь великого физика-женщины?
                                                            0
                                                            Раньше были другие нормы написания, только и всего. :)
                                                              0
                                                              Видимо, нормы написания статей. Неужели вам не хватило явной таблички @Сарказм@?
                                                              В качестве доказательства того, что слово м.р. приводить м.р. ученого?
                                                              Да еще и при том, что много лет это слово было ж.р.? Видимо, не знали наши академики, что ученый — мужик, ай-ай. Только недавно опомнились.

                                                              Не надо подводить всякие теории и доказательства туда, где им не место. Поменяли стандарт — и ладно. У нас это постоянно происходит. Независимо от половой принадлежности ученых.
                                                                0
                                                                Ну, во-первых, как ревнитель правописания я имею право выключить понимание сарказма. :D Истинный последователь Розенталя не может шутить, когда дело касается родного языка!

                                                                Если говорить об аргументации, я прежде всего хотел отметить, что здравый смысл возобладал. Называть величину в женском роде, если она названа в честь мужчины, — как минимум странно (но феминистки были бы довольны, да). Так что это тот случай, когда здравый смысл был закреплен в стандарте.

                                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                          Самое читаемое