Сетевая лампа из светодиодов фонаря

В качестве источников света в современных карманных и носимых фонарях в основном используются светодиоды, срок службы которых исчисляется многими тысячами часов. Однако и такие фонари иногда выходят из строя, например, из-за разрушения корпуса или отказа аккумуляторной батареи питания. К сожалению, и то, и другое трудно заменить — корпус невозможно найти в продаже, а цена аккумуляторной батареи зачастую сравнима со стоимостью самого фонаря и поэтому целесообразно приобрести новый.

В подобном случае оставшиеся «без дела» светодиоды можно использовать для изготовления сетевой светодиодной лампы. При этом удобно использовать детали (конденсаторы, диоды, корпус с цоколем) от вышедших из строя энергосберегающих КЛЛ (компактных люминесцентных ламп).

Схема возможного варианта такой лампы показана на рис. 1. Её можно применить для дежурного освещения в подсобных помещениях, на лестничных площадках и т. д.

Как правило, в фонарях светодиоды смонтированы на печатной плате и соединены параллельно (часто без токоограничивающих резисторов), поскольку напряжение батареи питания — всего несколько вольт. В сетевой лампе их целесообразно соединить последовательно, так как сетевого напряжения вполне достаточно для питания нескольких десятков светодиодов, включённых подобным образом. Поэтому сначала следует доработать печатную плату: разрезать печатные проводники, соединяющие светодиоды, скальпелем или резаком (удалить узкие полоски фольги) и затем проволочными перемычками соединить светодиоды EL1 —ELN последовательно.

Для питания светодиодов от сети применён мостовой выпрямитель VD1—VD4 с балластным конденсатором, составленным из соединённых параллельно плёночных конденсаторов С1—СЗ (от КЛЛ). Конденсатор С4 (оксидный импортный) сглаживает пульсации выпрямленного напряжения и тем самым уменьшает мерцание светодиодов. Кроме того, он защищает их от бросков тока, возникающих в момент подключения лампы к сети. Номинальное напряжение этого конденсатора зависит от числа светодиодов. Поскольку прямое напряжение Uсв светодиода белого цвета свечения находится в пределах 3,2…3,6 В, то, например, для девяти светодиодов требуется напряжение питания около 30 В, поэтому номинальное напряжение конденсатора С4 должно быть не менее 35 В. Можно применить оксидный конденсатор с номинальным напряжением 400 В от КЛЛ, но из-за его относительно небольшой ёмкости (3,3— 10 мкФ) пульсации тока через светодиоды существенно возрастут.

Резистор R1 необходим для разрядки конденсаторов С1—СЗ при отключении лампы от сети. Резистор R2 ограничивает их ток зарядки в момент включения лампы и, кроме того, выполняет функцию предохранителя (плавкой вставки). Если, например, один из светодиодов сгорит, напряжение на конденсаторе С4 возрастёт более чем до 300 В, а поскольку его номинальное напряжение всего 50 В, то он будет пробит. Под действием возросшего тока на резисторе R2 начнёт выделяться мощность, многократно превышающая допустимую (0,25 Вт), поэтому он сгорит и тем самым предотвратит взрыв конденсатора.

Яркость свечения светодиодов определяется протекающим через них током Iсв, сила которого зависит от их числа N и ёмкости балластного конденсатора Сбал = С1+С2+СЗ. При номиналах конденсаторов, указанных на схеме, и числе N, равном девяти, ток через светодиоды — около 18 мА. С увеличением числа N при неизменной ёмкости Cбал, ток через светодиоды будет уменьшаться, поскольку часть напряжения падает на них. Например, при N, равном 21, ток Iсв уменьшится примерно до 14 мА. Для увеличения тока и, соответственно, яркости светодиодов балластный конденсатор следует составить из большего числа конденсаторов или применить один большей ёмкости, рассчитанной по приближённой формуле Cбал= Iсв /314(Uпит — NUсв), где Uпит — напряжение питания (сети).

Диоды моста и оксидный конденсатор С4 монтируют на плате со светодиодами, используя имеющиеся на ней контактные площадки и навесной монтаж. Конденсаторы С1—СЗ и резистор R1 объединяют в блок (скрепив, например, изоляционной лентой) и припаивают к их выводам соединительные изолированные провода. Резистор R2 помещают в отрезок термостойкой трубки, например, стеклянной или керамической от плавкой вставки. Плату приклеивают к диску с центральным отверстием, изготовленному из листовой пластмассы (полистирол, гетинакс, стеклотекстолит) толщиной 1… 1,5 мм, а получившуюся сборку — к цокольной части КЛЛ (диаметр диска должен соответствовать её размеру, а в центральное отверстие должны входить все светодиоды). Внешний вид сетевой лампы с девятью светодиодами показан на рис. 2. Если печатная плата светодиодов подходит по размерам для цокольной части, можно обойтись без диска, как это, например, получилось для платы с 21-м светодиодом (рис. 3). Разумеется, для изготовления светодиодной лампы можно применить и отдельные светодиоды высокой яркости свечения.

Источник: Радио №02 2013г.
Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва

C этой схемой также часто просматривают:

Лампа накаливания служит дольше (4 варианта)
Детектор поля с линейной шкалой из восьми светодиодов, регулировкой чувствительности и звуковой индикацией
Сетевая фотовспышка
Люминесцентная лампа с перегоревшими нитями накала становится “вечной”
Питание светодиодов от 220 вольт
Ультразвуковой сигнализатор возгорания
Схема ночника с оригинальным световым эффектом
Схема приставки к вольтметру для проверки стабилитронов и динисторов
Триггер на транзисторной оптопаре 4N35