ВВЕДЕНИЕ 7
1 Основы построения и характеристики источников питания для светодиодных ламп 9
2 Схемотехника источников питания светодиодных ламп 10
3 Алгоритм работы источника питания светодиодных ламп 14
4 Расчёт основных параметров источника питания светодиодных ламп 18
5 Схема импульсного источника питания светодиодных ламп 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Схема электрическая принципиальная 32
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) Эскиз печатной платы УП 35
ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное) Сборочный чертеж
Светодиодные осветительные приборы всё больше проникают в нашу жизнь. При этом концептуальные решения светильников самые разнообразные, начиная от решений, соответствующих традиционным светильникам на люминесцентных лампах и, заканчивая, совершенно новыми системами освещения. В настоящее время достаточно большой номенклатурный диапазон начинают занимать светодиодные светильники, предназначенные для прямой замены ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп, то есть так называемые светодиодные лампы с цоколем Е27. Такая светодиодная лампа вкручивается в стандартный патрон лампы накаливания [1].
Для решения задачи разработки светодиодной лампы на базе существующих корпусов, необходимо устройство питания (УП). Для получения светового потока в 800 лм, аналогичного потоку лампы накаливания мощностью 40-60 Вт, необходимо управлять 7 светодиодами, мощностью не менее 1 Вт с номинальной светоотдачей не ниже 100 лм/Вт при рабочем токе 350 мА
При разработке светодиодной лампы встает вопрос об отводе тепла, выделяющегося в малом объёме, так как перегрев светодиодов нежелателен. Источником тепла в светодиодном светильнике, кроме самих светодиодов является устройство питания. К УП предъявляются жёсткие требования:
- гальваническая изоляция светодиодов от сети,
- высокий КПД,
- малые габариты, обеспечивающие возможность встраивания в корпус лампы,
- низкая себестоимость в массовом производстве
Одним из возможных вариантов реализации светодиодной лампы, как говорилось ранее, может быть вариант корпуса с цоколем Е27 (рис. 1).
Несколько подробнее необходимо сказать о гальванической развязке светодиодов. Запретов на использование устройств питания без гальванической изоляции нагрузки нет. Согласно ГОСТ МЭК 598 «Светильники. Общие требования и методы испытаний» светильники подразделяются на три класса по защите от поражения электрическим током [2].
Если светодиоды размещать на печатной плате с алюминиевым основанием, то вполне возможна реализация УП без гальванической развязки. Производители печатных плат на алюминиевом основании гарантируют электрическую прочность на уровне 1,5-3,0 кВ. Однако на практике это не всегда так. В этой связи, предпочтение следует отдавать УП с гальванической изоляцией, но и не следует забывать об УП без гальванической развязки, если обеспечивается необходимый уровень электрической прочности материала.
В процессе выполнения бакалаврской работы были изучены общие технические требования к светодиодным лампам с характеристиками, которые соответствуют широко применяемым лампам накаливания мощностью 40 и 60 Вт. Произведён выбор элементной базы для построения УП для светодиодных ламп. Проработаны варианты реализации УП. На основании полученных данных синтезированы принципиальные электрические схемы УП без гальванической изоляцией нагрузки и с гальванической изоляцией. Разработанные принципиальные электрические схемы УП обеспечивают возможность управления (диммирования) световым потоком светодиодной лампы непосредственно изменением величины питающего напряжения сети 220 В при помощи таких устройств как диммеры.
Произведён расчёт элементов схем УП для светодиодной лампы, а также расчёт электрических режимов работы УП. Разработан эскиз топологии печатной платы УП. На текстолите FR-35 изготовлен экспериментальный образец печатной платы УП для светодиодной лампы.
Таким образом, подготовлена предварительная техническая информация для проведения дальнейших экспериментальных работ с перспективой проведения опытно-конструкторских работ по серийному изготовлению УП для светодиодных ламп, ориентированных на применение в сфере энергосберегающего освещения.
