Щоб живити світлодіодну стрічку від мережі звичайної побутової мережі змінного струму 220В 50Гц потрібно виконати три умови:
- перетворити змінну напругу мережі в постійне;
- вирівняти рівні напруг: знизити мережеве напруга до 12В або змінити схему підключення світлодіодів, щоб на них можна було подавати висока напруга;
- стабілізувати параметри електричного живлення.
Найпростіше використовувати готовий блок живлення для світлодіодної стрічки 12В , Він розрахований на безпечну напругу. Але в застосуванні цього блоку живлення є і мінуси: він коштує грошей і зібрати його не так просто, крім того через низької напруги світлодіодні стрічки не варто розташовувати далеко від блоку живлення, для компенсації втрат напруги доведеться використовувати товсті дроти.
Другий варіант: переробити світлодіодну стрічку і замість послідовно-паралельного включення світлодіодів використовувати послідовне.
При такій схемі включення світлодіодна збірка харчується малим струмом, але при великому напруженні. Крім того, якщо пожертвувати гальванічною розв'язкою, то схема драйвера харчування сильно спрощується.
Увага!!! Схеми без гальванічної розв'язки від мережі можна застосовувати там, де немає небезпеки ураження електричним струмом, наприклад в сухому приміщенні на стелі.
Найцікавіше, що схему подібного драйвера можна зробити з деталей відслужив свій термін енергозберігаючої лампочки!
Розглянемо підключення світлодіодної стрічки до мережі 220В схема приведена на малюнку.
Таблиця номіналів елементів схеми:
- C1 - 2,2 мкФ 400 В
- R1 - 1,3 кОм
- R2 - 4,3 кОм
- R3 - 47 Ом
- VD1 .. VD4 - 1N4007
- VT1, VT2 - 13002
На схемі можна виділити три вузла:
- випрямляч змінної напруги і фільтр на елементах C1, R1, VD1 - VD4;
- стабілізатор струму на R2, R3, VT1, VT2;
- збірка з світлодіодів HL1 - HLN.
Про роботу випрямляча можна почитати тут . В даній схемі крім діодного моста з 4-х діодів додані струмообмежуючі резистор R1 захищає від кидків струму, фільтруючий конденсатор C1.
При подачі на вхід даного випрямляча напруги 220В / 50Гц, на виході випрямляча (на конденсаторі С1) з'явитися постійна напруга рівне приблизно 300В з пульсацією частотою 100Гц. Чим більше буде ємність конденсатора, тим менше буде пульсація.
Світлодіоди вимагають харчування стабілізованою струмом, часто їх живлять стабілізованою напругою через резистор обмежує струм, наприклад як в світлодіодних стрічках. Але навіщо нам йти на компроміси, якщо зробити стабілізатор струму, що працює при великій напрузі простіше, ніж стабілізатор напруги. Робота схеми стабілізатора струму розглядалася тут .
І останній елемент це послідовна збірка світлодіодів з стрічки. Стандартна світлодіодна стрічка збирається по схемі з трьох послідовних світлодіодів і одного струмообмежувального резистора. Така ділянка підключається паралельно купі інших таких же ділянок і все це підключається до 12 В. На кожному діоді падає напруга від 3,3 В до 3,6 В, таким чином на струмообмежуючі резистор залишається близько півтора Вольт.
Щоб підвищити напругу ділянки з трьох діодів включаємо послідовно один з одним, а резистора можна випаять, закорочувати або замінювати перемичками, тобто як буде зручніше з точки зору топології.
Увага!!! Дотримуйтесь полярності, при помилка в полярності підключення світлодіода при такій напрузі буде для світлодіода фатальною.
Струм які протікає через трійку світлодіодів можна приблизно порахувати, розділивши півтора Вольта на опір струмообмежувального резистора. Тобто при опорі 150 Ом, струм через світлодіоди складе 10 мА.
Саме така стрічка зі світлодіодами на 10 мА попалася мені, для неї і були розраховувати параметри драйвера. Якщо потрібно зменшити струм, то доведеться пропорційно збільшувати значення опору резистора R3.
При мережевій напрузі в 220 В, описана схема здатна забезпечити послідовне підключення до 25 груп з трьох діодів або 75 одиничних. Якщо напруга в мережі часто буває зниженим, то краще знизити кількість груп світлодіодів до 20 або навіть 15.
А ось і плата від енергозберігаючої лапочки, звідки можна отримати потрібні радіоелементи.
Лампочка розбилася, а плата залишилася в робочому стані.
До речі полярність підключення діодів, висновки транзисторів можна змалювати прямо з цієї плати, все що потрібно там позначено.
Видобуваємо елементи з цієї плати і збираємо нову схему. На фото видно, що транзистори в малопотужному корпусі TO-92 такий корпус не розсіє потужність більше 600 мВт. І сумарна потужність схема з таким транзистором не дозволить віддавати в навантаження більш пари Ватт. Якщо буде потрібно зібрати схему для більш потужного навантаження, то транзистор VT2 повинен бути в більш потужному корпусі і бажано з радіатором.
