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!
@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!