2. Мощность, потребляемая светодиодной лампой, с балластным драйвером
Здравствуйте, коллеги. Сегодня мы будем рассматривать работу балластного драйвера в составе светодиодной лампы.
Прежде всего, хотел напомнить о технике безопасности, что заниматься такого рода деятельностью возможно, только, при наличии соответствующей квалификации и оборудования. Существует риск поражения электрическим током.
1. Объект исследования
Светодиодная лампочка, на базе которой производятся измерения, предположительно представляла собой недорогую лампочку мощностью 10 Вт. Введу особой ценности данного изделия, корпус лампы найден не был.
На рисунке 1 представлена фотография диодной платы, исследуемой лампочки.
Рисунок 1 – Фотография диодной платы исследуемой лампы.
Далее, на рисунке 2, представлена схема электрическая принципиальная исследуемой светодиодной лампы.
Рисунок 2 – Схема электрическая принципиальная исследуемой лампы.
Описание элементов схемы: FR – резисторный предохранитель, сопротивлением 15 (Ом), DB1 – MB10F (двухполупериодный выпрямительный мост), CE2 – 4,7uFx400V (Электролитический конденсатор), R2 – резистор 68 (кОм) предназначен для разряда CA1, R3 – резистор 47 (кОм) предназначен для разряда CE2 и обеспечения работы лампы в составе выключателя с подсветкой, СA1 – пленочный конденсатор 165J400V, LED1-LED20 – Светодиоды 2835 в количестве 20 шт..
2 Измерения по переменному току (со стороны сети) и по постоянному току (со стороны светодиодов).
2.1 Измерения по переменному току при помощи мультиметра.
Согласно показаниям мультиметра «Mastech» MY-63, имеем следующие цифры: Действующее значение напряжение питания, Vrms = 219 V, Действующее значение тока в цепи, Irms = 43 mA. Полная мощность, потребляемая от сети переменного тока: S = 9.42 VA
2.2 Измерения по переменному току при помощи осциллографа.
В качестве осциллографа используется «Siglent SDS1102CNS».
Для измерения силы тока, в цепь питания светодиодной лампочки последовательно установлен резистор-шунт сопротивлением 6,2 Ом 5% мощностью 2,0 Вт.
Поэтому, для расчета тока, потребляемого светодиодной лампы, воспользуемся известным законом «Ома»: I = U / R, где I (A) – расчетный ток, U (В) – напряжение на экране осциллографа, R (Ом) – сопротивление резистора-шунта.
На рисунках 3, 4 – показаны формы питающего напряжения (желт.) и тока (голуб.) в цепи лампы, а также измерения, полученные при помощи осциллографа.
Изображение не найдено
Рисунок 3 – Форма питающего напряжения (одна клетка – 100 Вольт) и форма тока в цепи лампы (одна клетка – 0,5 Вольт)
Изображение не найдено
Рисунок 4 – Измерения, полученные при помощи осциллографа
2.3 Измерения по постоянному току при помощи осциллографа.
Для измерения силы тока, в цепь питания светодиодов, последовательно, установлен резистор-шунт сопротивлением 3,3 Ом 5% мощностью 2,0 Вт.
Поэтому, для расчета тока, через светодиоды, воспользуемся известным законом «Ома»: I = U / R, где I (A) – расчетный ток, U (В) – напряжение на экране осциллографа, R (Ом) – сопротивление резистора-шунта. На рисунках 5, 6 – показаны формы питающего напряжения (желт.) и тока (голуб.) в цепи светодиодов, а также измерения, полученные при помощи осциллографа.
Изображение не найдено
Рисунок 5 – Форма питающего напряжения (одна клетка – 50 Вольт) и форма тока в цепи лампы (одна клетка – 0,1 Вольт)
Изображение не найдено
Рисунок 6 – Измерения, полученные при помощи осциллографа
3. Расчет мощности.
3.1 Расчет по переменному току при помощи мультиметра.
В соответствии с п. 2.1 Полная мощность, потребляемая от сети переменного тока: S = 9.42 VA.
3.2 Расчет по переменному току при помощи осциллографа. Действующее значение напряжение питания, Vскз = 220 V, Действующее значение тока в цепи, Iскз = 0,34 / 6.2 = 54,8 mA. Полная мощность, потребляемая от сети переменного тока: S = 12.1 VA.
3.3 Расчет по постоянному току при помощи осциллографа. Максимальное значение напряжения на цепочке светодиодов, Vmax = 184 V, Минимальное значение напряжения на цепочке светодиодов, Vmin = 154 V, Среднее значение напряжения на цепочке светодиодов, Vavg = 169 V,
Максимальное значение тока в цепочке светодиодов, Imax = 0.248 / 3.3 = 75.15 mA, Минимальное значение тока в цепочке светодиодов, Imin = 0.028 / 3.3 = 8.5 mA, Среднее значение тока в цепочке светодиодов, Iavg = 41.8 mA,
Максимальная мощность на светодиодной цепочке, PLEDmax = 13.8 W, Минимальная мощность на светодиодной цепочке, PLEDmin = 1.3 W, Средняя мощность на светодиодной цепочке, PLEDavg = 7.55 W.
4 Вопросы читателям форума.
4.1 Коллеги, интересно ваше мнение по поводу качества стабилизации тока у балластного драйвера. Если смотреть через камеру – пульсации, естественно, хорошо видны. А по графикам видно, что ток через светодиоды содержит значительные пульсации.
4.2 Коллеги, на ваш взгляд, очевидны ли недостатки балластного драйвера? И какие вы видите достоинства у балластной схемы питания (кроме ее дешевизны)?
4.3 А также интересно ваше предположение, какие в лампе установлены светодиоды? Вроде бы на 9 вольт? Или нет? А ток?
Спасибо, за внимание!
@Схемотехник 1.ничего подобного балластный драйвер не дешевле импульсного. Вот он для наглядности .
2.вместо пленочного конденсатора тут микросхема стабилизации тока и дроссель. Либо то на то и выходит , либо импульсный драйвер выходит дешевле. 3.меня интересует КПД обоих драйверов
@Схемотехник сказал :
Пульсации света от лампы будут такие же большие как и пульсации тока на частоте 50Гц , когда Imax = 75.15 mA, а Imin = 8.5 mA. А какие могут быть достоинства у баластного драйвера? Никаких, по моему. Хорошо что их почти уже нет в светодиодных лампах. Даже не знаю кто такие еще ставит. Раньше да , в МR16 очень часто такой помойный драйвер был. От напряжения в сети количество света зависит жутко, опасен в сыром помещении, током бьет, пульсации просто никуда не годные, по моему он еще и греется больше других, особенно если кому то пришло в голову поставить такой драйвер в LED лампу помощнее, если в обрыв сгорел светодиод то там что то хреновое происходит с напряжением на выходе ... того гляди электролит рванет , если он на 250 вольт то точно рванет не сегодня так завтра ( не раз такое видел , от в этом драйвере как мина замеждленного действия , лампа висит не горит а электролит выжидает перед тем как рвануть ...Где то, где хозяин этого не замечает ( что лампа то не горит а включена ...) такая мина земедленная вполне к пожару в доме может привести. Из хорошего, возможно ВЧ помехи у такого драйвера будут получше? Но оно того нет нет ...не стоит. По моему однозначно "не покупать" если баластный драйвер в лампочке. А , ну да, еще лампы с баластным драйвером "делают вид" что они диммируются от некоторых типов старых диммеров и от ЛАТРА. Но только именно что делают вид. Так же шикарно как лампа накаливания ни одна светодиодная лампа диммироваться так и не умеет . Нет . Баластный драйвер = совсем плохая лампа, на мой взгляд.
@Андрей-Туманенко сказал :
Но ведь в импульсном есть микросхема и дроссель. Разве они не вносят значительный вклад в стоимость драйвера?
Неужели пленочный конденсатор по своей стоимости сопоставим с дросселем и микросхемой стабилизации?
Вам цифры нужны? или прикидка?
@Схемотехник КПД импульсного драйвера выше , а цена скорее всего даже ниже. Он собран на доступной недорогой рассыпухе . Можно ради любопытства найти на Aliexpress цены . Это с Lightstar конденсаторы 560 нФ 400 В и их нужно два.
А теперь цены. 10 конденсаторов стоят $1,07
10 микросхем BP9916C стоят $0,38 .
Sweko стоит 88 -93 рублей . Единственное нужно сделать корпус композит как в Feron или Polaroid. И драйвер в ней импульсный, и светодиодов 21 . А вот с охлаждением очень плохо .
@Андрей-Туманенко сказал :
Обычно ниже. Примерно 98% против 90%. Я вам сегодня присылал ссылку в другой теме на сравнение КПД.
@Luminophore сказал :
90% КПД или даже 98%???? Это что шутка что-ли. Пожалуйста пришлите ссылку еще раз с сравнением КПД, а главное чем и как проводились замеры. Очень интересно.
@Luminophore никогда не задумывался о том, что КПД импульсного драйвера ниже балластного . Я как то рассматривал с позиции блоков питания на обычном трансформаторе и сравнивал с импульсными блоками питания. Преимущество импульсных блоков питания всегда описывалось как не гудит , компактный , мощный , легкий , с высоким КПД . Ко всему этому в них еще встроили APFC . Как то так . Если счетчик стоит не слишком дорого , то прикуплю его для расчетов потребленной электрической энергии .
@vrms сказал :
90% это у импульсного драйвера. Нормальное среднее значение, бывает где-то 85-92% у разных. 97,8% у схемы на конденсаторном балласте. Учитывая, что она практически не греется, то это и без измерений понятно. Хотя, если установлен резистор слишком большого номинала, то КПД упадёт. Ссылка.
@Luminophore в любом случае нас в первую очередь интересует сколько придется заплатить по счетчику за свет , а также сколько света при этом мы получим. Т.е. нужен электронный счетчик и люксметр . А все остальное прикладное
@Luminophore А вы уверены в своих приборах? Тут у человека с похожим девайсом кпд за 100 перевалило. А в приложении смартфона, у которого первые 3 отзыва брешет как дышит не особо вызывают доверие.
@vrms однажды я даже прикололся на эту тему https://domorost.ru/topic/3513/%D0%BF%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%8F%D1%8E-%D0%BA%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80-%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%BE%D0%B9-gp/2
@vrms сказал :
Приложение удалили с google play более года назад, где такие отзывы нашли? )) Я его проверял ручным способом, всё правильно определяет. Сам счётчик до недавнего времени использовался для оплаты за электричество. За мультиметром проблем с измерениями не замечал.
@Luminophore Все эти приложения это филькина грамота. Там под всеми ними такие отзывы. Более того, даже фирменные программы измерения напряжения на ПК брешат. Если б были замеры с помощью ваттметра, как у того блогера тогда еще пойдет.
@Luminophore Вы в курсе за что дают золотой сертификат БП для ПК у которых действительно 90% КПД? Какие там решения и элементы используются в место стандартных?
Вот еще кстате былоб интересно увидеть сколько ваш мультик напряжение выдаст на бесперебойнике с модифицированной синусоидой
@vrms сказал :
У меня замеры с помощью бытового (квартирного) поверенного счётчика, что лучше, чем с китайского ваттметра. Приложение использовал просто для упрощения. Оно ничего не измеряет, а только преобразует мигания в читаемый вид. Тоже самое сделает человек с секундомером :) Но, для проверки я пошёл ещё дальше, чтобы исключить человеческий фактор, снял мигания на видео и посчитал время из покадрового просмотра видео. Вот тут "альтернативный способ", получилось на 0,2857 Вт больше, чем показало приложение. Где не посмотрю, во всех источниках говорится о высоком КПД импульсных драйверов, даже до 95% и 98%. А здесь автор измерял КПД сразу у большого количества ламп. И тоже получил 85-92%. А какой вы думали КПД должен быть у импульсного драйвера? БП для ПК более сложное устройства намного большей мощности. К сожалению, у меня нет бесперебойника.
@Luminophore давайте кидаться ссылками Текст ссылки время 19:02.
@vrms сказал :
Да, этот автор ошибается по поводу КПД 4 группы ламп, я об этом уже писал в своей статье, на которую вчера давал ссылки. Ему неоднократно об этом говорили в комментариях, но он так и не разобрался. Только вы не ответили на вопрос: "А какой вы думали КПД должен быть у импульсного драйвера?".
@Luminophore сказал :
пока максимум 92% встречал, обычно 80-85
@Luminophore сказал :
Вот всегда такие заявления радуют блин. А китайский мультиметр это, это видимо другое
@vrms сказал :
Интересно, какая связь между китайским мультиметром, которым я измерял ПОСТОЯННЫЕ ток и напряжение на светодиодах, и китайским ваттметром, которым предлагается измерить потребляемую мощность из сети ПЕРЕМЕННОГО тока? :) Для таких измерений я использовал российский счётчик, а не мультиметр.
@Luminophore Ну как очевидная же связь, китайский ваттметр фуфуфу показометр, а китайский мультиметр ничего, нормально, пойдет, можно пользоваться. И да все знают, что китайским прибором измерять DC это допускается, а китайским же прибором AC лучше не измерять.
@vrms сказал :
Нет. Отвечу цитатой: "приборы начинают "врать", когда форма тока и напряжения отличается от синусоидальной". А вы видели "врущий" мультиметр при измерении постоянки? Я не видел даже у самых дешёвых моделей. Тем более он элементарно проверяется соответствующими источниками, от батареек до стабилизаторов тока с заведомо известными значениями. А ваттметр не проверить так просто.
@Luminophore сказал :
Да конечно видел. Еще видел как тайваньские поверенные из госреестра тоже врут, причем не на самой "сложной" постоянке.
@vrms сказал :
Вот вы и сами ответили, если это был не сарказм.
@Luminophore сказал :
Не, я вас так понял.
@Luminophore сказал :
Это кстати сказал, тот у кого нет такого ваттметра и именно за ваттметром подобного я пока не замечал. Про все китайское очень подходит цитата:
"Мыши плакали, кололись, но продолжали грызть кактус"
@vrms сказал :
Это вы про кого? про того у кого есть осциллограф? А тем кто располагает мультиметром и ваттметром, неужели не интересно, как оба прибора измеряют ток синусоидальной формы, а также ток, содержащий кратные гармоники? Не замечали на каком приборе? Ослик есть в наличии? чтобы посмотреть "искаженный ток" на ослике и измерить его же на ваттметре и мультиметре?
@Схемотехник Конечно было интересно, были и сравнения и нагрузки, типо как на моем фото с осциллографом. Показания совпадали.
@vrms сказал :
Ну и все тогда.. Поверили на слово... И закрыли вопрос навсегда... А то что где-то когда-то испытывал прибор на чистом синусе - не будем брать во внимание... Вопрос закрыт!