С другой стороны,  одноэтажный дом удобнее в плане проживания. Потому что постоянно бегать по лестнице вверх вниз, быстро надоедает. И не только надоедает. Все мы рано или поздно постареем и подъем на второй этаж может стать не просто надоедливой, но и тяжелой в физическом плане операцией.   Кроме того, как ни крути, но лестница, даже самая удобная, это травмоопасное место в доме. И не только для пожилых людей, но и для детей, которые в основном ее и любят. Я думаю каждый из нас, хоть раз в жизни но падал на лестнице, неловко повернувшись, или подвернув ногу. Это тоже надо учитывать.

Я встречал очень много мнений людей, которые построили двух этажный дом и говорили «если бы строил теперь, до делал бы одноэтажный». И в 90% случаев это мнение было связано именно с тем, что беготня вверх  вниз по лестнице довольно быстро надоедает. Какая бы лестница ни была, подумайте, как часто вам придется по ней подниматься

Поэтому при выборе двухэтажного (мансардный я буду тоже причислять к двухэтажным) дома, надо очень внимательно относится к выбору планировки, чтобы бегать по лестнице вверх вниз, надо было как можно меньше.  Например, одно из важных условий для комфортного существования — наличие как минимум одной спальни (гостевой комнаты) на первом этаже и наличие санузла на втором этаже, если речь идет про дом со всеми удобствами.

Комната на первом этаже пригодится старшему поколению, которому тяжело подниматься на второй,  да и  вдруг посередине дня вам самим захочется вздремнуть или «почитать книжку» в одиночестве и внутри дома.   А если вы спите на втором этаже, а ночью вдруг приспичит сходить в туалет, который есть только на первом, то пока вы сходите вверх вниз по лестнице, уже весь сон пройдет. Или же вы будете мучительно терпеть, потому что не хочется вылезать из теплой уютной кровати, ради далекого похода :).

С другой стороны, у двухэтажного дома есть свои преимущества.  Например, вид на окрестности, если дом находится в живописном месте и само ощущение «оторванности» от земли дает определенный эмоциональный комфорт.   Очень часто в спорах «одноэтажный или двухэтажный»  возникает вопрос балкона. То что многим хочется иметь балкон на втором этаже, чтобы с него обозревать окрестности.

Немного отвлекусь, на вопрос «нужен ли балкон в частном доме».  Помню одна дама, привела такой аргумент:

— А мне нравится с утра выйти на балкон с чашечкой кофе и понежится на солнышке.

Есть такое? Конечно да.  Но не сравнивайте балкон в квартире с балконом в доме. Представьте себе вышеописанную ситуацию в реальности. Вы проснулись, спустились по лестнице на первый этаж, где находится кухня, налили себе кофе, и с горячей кружкой снова полезли наверх ради вожделенного балкона.  Будете вы это делать? Особенно если на первом этаже у вас есть, допустим, открытая терраса,  на которой можно точно так же понежится на солнце с этой чашкой кофе, и на которую можно выйти прямо из кухни-гостиной?

Практика показывает, что в 90% случаев, балкон в частном доме не используется вообще. Разве что зимой приходится на него выходить, чтобы убирать снег. Это как раз тот случай, когда «мысленные желания» расходятся с реальностью.  При этом балкон, может существенно увеличить стоимость строительства.

Еще один аргумент, в сторону двухэтажного дома, это желание иметь «второй свет», когда над кухней/гостиной, полностью или частично отсутствует межэтажное перекрытие.  Тут спорить сложно. Ощущение простора и воздушности, которое дает второй свет, сложно заменить. Хотя и в одноэтажном доме можно  сделать подобие второго света, в этом случае обычно потолок делается не горизонтально, а по стропилам, как на мансардных этажах.  Эффект сравним со вторым светом, хотя такая конструкция обойдется скорее всего дороже обычного, горизонтального потолка. Зато у «второго света» есть один неявный недостаток. Он сильно снижает акустический комфорт для находящихся на втором.

Обычно «второй свет» делается над гостиной. Представьте ситуацию, когда приехали гости и в гостиной во всю идет веселье, а вы устали и решили уединиться на втором. Со «вторым светом» у вас вряд ли получится отдохнуть от веселой компании, так как звук из гостиной будет прекрасно слышен в спальнях на втором этаже.

Акустический комфорт, наверное последний, приходящий в голову аргумент, в споре одноэтажный или двухэтажный.  С одной стороны, на втором этаже можно уединиться от суеты и шума первого. С другой стороны, звукоизоляция деревянных перекрытий, а именно такие в 90% случаев делаются в частных домах, не такой простой вопрос. И жителям первого этажа, наоборот, может мешать  шум со второго (например, беготня детей) — то есть ударные шумы, которые являются слабым местом любого деревянного перекрытия.

Итого, в сухом остатке, по совокупности качеств — одноэтажный дом будет более безопасным и комфортным для проживания, чем двухэтажный. Но и в 2 этажном есть свои прелести. Поэтому надо в первую очередь ориентироваться на свои потребности и желания. На этом перейдем к более прагматичному вопросу — что дешевле построить, одноэтажный или двухэтажный дом.

Что дешевле построить — двухэтажный или одноэтажный дом?

Начнем по порядку

Общая площадь

Обычно, когда заходит речь о цене, то срабатывает старый стереотип — у одноэтажника в 2 раза больше фундамент и кровля, а это самые дорогие элементы в строительстве, поэтому одноэтажник гораздо дороже.

Но так ли это на самом деле?  Первая ошибка, в таком подсчете,  при равном количестве и площади жилых помещений,  одноэтажный дом будет меньше двухэтажного по площади.

Почему? Да очень просто.  Если лестницу не делать совсем уж «приставной», то сама лестница займет минимум по 4 м2 на каждом этаже.  А в реальности, около 5м2. То есть это 10м2 от площади всего дома.  Затем, перед лестницей у вас 100% будут какие то холлы, которые потребуют еще не меньше 10м2.  Итого — 20м2

Конечно, в одноэтажном доме вы тоже не обойдетесь без «бесполезных» квадратных метров, потраченных на коридоры и холлы, но при грамотной и рациональной планировке их количество можно свести к минимуму. А в двух этажном вы никуда от них не уйдете.

Бытует мнение, что сделать рациональную планировку двухэтажного дома, проще чем у одноэтажного.  Частично это так,  но вопрос рациональности планировки вообще не простой. Мне попадались двухэтажные отечественные проекты, где совокупная площадь всяких  холлов и коридоров доходила до 40% площади всего дома.

Поэтому если вы хотите построить двухэтажный дом на 150м2, то такой же по полезной площади одноэтажный, скорее всего, будет 120-130 м2. А лишние 20-30м2, в строительстве дома, могут вылиться в ощутимую сумму. Фактически это площадь квартиры-студии или небольшой «однушки».

К тому же сама лестница, если не ударяться в крайности, тоже стоит денег. Красивая и комфортная лестница обойдется вам от 30 до 120тр.

Конструктивные особенности

Предупрежу сразу, вопрос конструктивных особенностей рассматривается исключительно в контексте каркасных домов. Где по сути — и стены и кровля и перекрытие, делаются из одних материалов и по одной технологии.

Помимо площадей, надо понимать различные конструктивные особенности домов, которые так же могут сказаться на стоимости.  Например, качественно утеплить мансардную кровлю — сложнее чем «холодный чердак».   Мансардные окна намного дороже обычных и качественно их смонтировать, чтобы в будущем не было протечек, тоже стоит денег.

Если вы не хотите получить «батут» и «барабан» в виде пола второго этажа,  межэтажное перекрытие в 2 этажном доме будет намного более материало и трудоемким, чем чердачное перекрытие неэксплуатируемого чердака.   Это и увеличенное сечение и шаг лаг перекрытия, и «пирог» самого перекрытия. Ну а если вам еще захочется сделать улучшенную звукоизоляцию межэтажного перекрытия или сделать перекрытие над гостиной, где пролеты будут метров по 6, то тут вообще цена может резко подскочить из за конструктива.

Даже если взять теплоизоляционные характеристики. На холодный «чердак» можно  без особых проблем уложить хоть 500мм утеплителя. Ваши затраты на это — стоимость самого утеплителя и работа по его укладке в открытый горизонт, что весьма просто.  В мансардном же этаже, при утеплении кровли вы ограничены сечением стропил, то есть как правило 150 или 200мм.  Хотите больше? Придется наращивать высоту стропил или делать несколько обрешеток под доп утепление — а это и деньги на материал и деньги на работу.

Нагрузка на стены первого этажа и фундамент в одно и двухэтажном доме так же будет отличаться. В свою очередь это может привести к тому что потребуется усиленный тип фундамента или конструкции стен первого этажа, чем в одноэтажном доме.

Таких конструктивных «мелочей» может набраться достаточно много.  Возможно каждая из них по отдельности не будет стоить много, но в совокупности — даст весьма ощутимую разницу.

К тому же одноэтажный дом банально проще и удобнее строить. Строители гораздо охотнее берутся строить одноэтажный дом, чем двухэтажный.  Поэтому сама стоимость работ может отличаться.  Хотя в реальности это далеко не всегда так, но тем не менее, в сметах могут запросто появится наценки за высотность работ и тому подобное. В свою очередь с одноэтажным домом гораздо проще получить скидку на работу, именно потому, что работа часто бывает проще.

Согласитесь, делать ту же кровлю на высоте 3-4 метров от земли и 7-10, не совсем одно и то же. Здесь и банальные риски связанные с техникой безопасности, и физические усилия с подъемом материалов.

Работа на 2 этажном доме в обязательном порядке потребует сооружения полноценных лесов, а с одноэтажным домом можно обойтись козлами и небольшими лесами.

Инженерные коммуникации

Еще один достаточно важный момент.  В одноэтажном доме намного проще и соответственно дешевле делать инженерные коммуникации.  Например если в двухэтажном доме у вас есть санузлы на обоих этажах, и находятся они не друг над другом, то задача по проводке канализационных труб резко усложняется.  Воду, канализацию, придется протягивать в межэтажном перекрытии, что в свою очередь усложнит его конструкцию. То же самое можно сказать и про отопление.

Если вы хотите сделать камин или твердотопливный котел, то длинна дымохода будет прямо зависеть от количества этажей. Соответствнно и стоимость дымохода и его монтаж и создание противопожарных проходок в перекрытиях.

А самая большая разница набежит на вентиляции, если вы вдруг решите сделать полноценную систему, с воздуховодами и приточно вытяжной установкой.  Вентиляционные воздуховоды имеют значительный диаметр и развести их по двухэтажному дому не так просто. А в одноэтажном доме вся вентиляция элементарно проводится по чердаку. Причем ее можно сделать и потом, так как доступ на чердак есть всегда.

Наверное, из всех инженерных коммуникаций, более менее сравнимо по реализации в одноэтажном и двухэтажном доме, будет стоить только электрика.  Все остальные коммуникации в двухэтажном доме, как правило, обходятся дороже.

А инженерные коммуникации, штука которая сама по себе составляет значимую долю в строительстве дома.

Двухэтажный или мансардный

Отдельный вопрос, которого стоит коснутся, это дом с полноценным вторым этажом (холодный чердак), полумансардный (когда наружные стены второго этажа  ниже роста человека) и мансардный (когда стены второго этажа смещены внутрь дома).

Двухэтажный дом будет иметь максимальную полезную площадь, в мансардном же она наоборот, самая минимальная.  То же можно сказать и с точки зрения удобства эксплуатации.

При этом в мансардном или полумансардном этаже есть свой «шарм», который многим нравится. Но это уже субъективная оценка.

Если же смотреть с точки зрения экономической выгоды, то строительство мансардного этажа не дает значимых преимуществ «по деньгам» в обще строительных работах, так как экономия на площади часто компенсируется более сложной конструкцией при том, что вы значительно теряете в жилой площади.  Правда мансарда частично может сэкономить ваши деньги на уменьшенной площади наружной и внутренней отделки.

Так что же выбрать?

Если вы искали однозначный ответ, что лучше и дешевле — полноценно двухэтажный дом, мансардный, одноэтажный, то я не смогу дать вам этот ответ. Хотя бы потому, что вы никогда не сможете найти 2 одинаковых дома. Только один был бы одноэтажный, другой двухэтажный.  Будут разные площади, разные конструктивные особенности и соответственно цена.

По моим личным наблюдениям, стоимость строительства одноэтажного или двухэтажного дома «на круг» выйдет сравнимой. Все зависит от конкретных проектов.  Одноэтажный дом может обойтись дешевле двухэтажного, а может и дороже.  Но разница скорее всего будет находиться в пределах 10-15%.

Поэтому, мой личный совет — выбирайте дом исходя из того, какой тип дома вам больше нравится для проживания. Сядьте и спокойно взвесьте все плюсы и минусы домов с разной этажностью лично для вас. Не учитывая цены. И стройте тот вариант — который вам больше по душе.  Потому  что деньги можно заработать. А вот перестроить уже построенный дом — нет.

Поэтому, чтобы потом не было мучительно обидно, за неправильно сделанный выбор, лучше исходить не из цены, а из результата — устроит он вас или нет.

(Visited 87 006 times, 1 visits today)

5 1 голос

Оцените статью

плюсы и минусы — Журнал Теремъ

Решить, какой дом строить на загородном участке, одноэтажный или двухэтажный, бывает очень сложно. При выборе необходимо учитывать несколько важных факторов. Давайте вместе разберемся, как правильно сделать выбор и на что стоит обратить внимание. Разбираем плюсы и минусы одно- и двухэтажных домов.

Кому подойдет двухэтажный дом?

Сверьтесь со следующим списком. Если хоть один пункт вам подходит, можете смело строить двухэтажный дом:

• Ваш земельный участок не больше пяти-шести соток

Без ущерба для функционала на маленькой территории можно построить жилой дом с площадью одного этажа не более 100-120 кв. м. Для большего количества «квадратов» потребуется и больше соток. Есть также участки нестандартной формы – вытянутые, с переменной геометрией. На таких наделах дорог буквально каждый сантиметр земли.

• В вас говорит страстный любитель звездного неба

Однажды вы были в планетарии и уже давно собираетесь купить телескоп. Мансардное окно или люкарна (оконный проём в выступе на крыше) помогут быстрее решиться на покупку.

• В вашей семье больше одного ребенка

Вообще это правило о том, что если в семье у вас больше трех человек, спальных комнат должно хватать на всех проживающих.

• Вам нужны помещения для игровой или комнаты отдыха

            Тут и добавить нечего. Если вам повезло, и финансы позволяют устроить комфортную зону отдыха площадью в полноценный этаж, почему бы не устроить ее на втором, а то и на третьем этаже?

• Вам нужно помещение для уединения

Творческого человека каждый легкий шорох занавесок может сбить с волны. Не то что дети, устроившие огромную крепость из старых подушек, или звон кастрюль на кухне. Поэтому вам потребуется комната для отдыха, которая будет находиться в отдалении от места сбора домочадцев.

• Вашей семье необходим второй санузел

            Вечная проблема занятого туалета в городской квартире перемещается за город вместе со всей семьей. Проблемы надо решать, а не таскать за собой повсюду, поэтому возможность разместить в планировке второй санузел может оказаться чуть ли не самой важной причиной построить двухэтажный дом.

• Вы хотите зонировать пространство

В двухэтажном доме проще «разбить» жилое пространство на зоны. Как правило, на втором этаже вы можете разместить спальни, до которых не будет доходить шум из гостиной, расположенной на первом этаже.

Кому подойдет одноэтажный дом?

Владельцы одноэтажных домов приводят несколько «за» в защиту такого строения. Первая причина – финансовая. В большинстве случаев одноэтажный дом стоит немного дешевле. Даже если он равен по площади двухэтажному, можно будет сэкономить на площади стен и облицовке. Меньшее количество окон, перекрытий, отсутствие лестницы дают существенную экономию. Цену одноэтажного дома вполне реально снизить относительно двухэтажного в полтора раза.

На рост стоимости и содержания дома, равного по площади двухэтажному, повлияет:

• Бòльшая длина ленточного фундамента;
• Увеличенная площадь крыши;
• Рост теплопотерь за счет отсутствия аккумулирующего тепло второго этажа.

В плюсы одноэтажных домов можно записать еще несколько неочевидных моментов. Во-первых, сохранение полезной площади за счет отсутствия лестницы. Стандартная двухмаршевая лестница отнимет порядка пяти квадратных метров на каждом этаже. В двухэтажном доме эти десять метров можно будет сразу вычеркнуть из полезной площади. Во-вторых, отсутствие соседей сверху – никто не будет бегать и прыгать у вас над головой. Проблема, которая раздражает в городской жизни, навсегда уйдет от вас в одноэтажном доме.

Кроме того, меньшая высота позволит сократить расходы на обслуживание внешних стен и крыши. Достаточно будет обойтись простой лестницей, без строительных лесов или телескопических стремянок.

Выводы

За строительство двухэтажного дома говорит сохранение полезной площади земельного участка, возможность разместить большую семью, уединиться и наблюдать за звездами. А одноэтажные же дома хороши своей практичностью.

Дмитрий Аверкин

одноэтажный или двухэтажный? — ИзбаДеЛюкс

Какой дом построить лучше: одноэтажный или двухэтажный – вопрос, важный для многих семей, планирующих индивидуальное строительство. Оба варианта имеют свои достоинства, особенности, недостатки, способные колебать чашу весов в пользу одного или другого решения.

Какой дом построить лучше: одноэтажный или двухэтажный?

Однозначно ответить на этот вопрос довольно сложно, поскольку в качестве сравнительных характеристик выступает большое количество факторов. Ведущие из них:

• Потребности будущих владельцев дома или состав семьи, интересы, привычки, образ жизни.
• Размер участка, на котором предполагается строительство. Если речь идет об участке на 6-8 соток – ответ однозначен: приоритет будет за двухэтажным домом, так как он позволяет сэкономить площадь участка и позволяет комфортно жить семье из четырех-пяти человек.
• Материал строительства, особенности проектирования, тип фундамента.
• Стоимость возведения жилья.

Для более точного сравнения и вынесения перечисленных факторов за рамки сравнительного анализа имеет смысл рассматривать одноэтажный и двухэтажный дом, плюсы и минусы каждого, отталкиваясь от того, что условно они с одинаковой площадью, схожими конструктивными элементами и технологией возведения строения.

Двухэтажный дом

Для начала рассмотрим особенности проживания в двухэтажном доме.

Плюсы

Преимуществами проживания в двухэтажном доме можно назвать:

• Возможность уединиться для каждого из членов семьи.
• Вид, открывающийся из окон второго этажа.
• Теплые спальни верхнего этажа за счет циркуляции воздуха в здании.
• Возможность обустроить не только базовые помещения (спальни, кухню, гостиную, прихожую), но и вспомогательные, бильярдную, рабочий кабинет. Наличие таких помещений в одноэтажном строении подразумевает его значительную площадь и большие коридоры.
• Тишина. Шум из комнат нижнего этажа и уличный шум до верхних комнат или не доходит вовсе, в зависимости от звукоизоляции или доходит в качестве приглушенных звуков, не мешающих отдыху.
• Выразительный фасад, на котором есть место для декора в виде пилястр, поясов, карнизов или колонн.
• Наличие балкона или лоджии, увеличивающей жилое пространство.

Минусы

Недостатками проживания в таком доме являются:

• Необходимость часто передвигаться по лестнице. Для маленьких детей и пожилых людей лестница не только неудобна, но и опасна, если она крутая. Пологая и широкая лестница отнимет много свободного пространства, но под ней можно сделать кладовую.
• Необходимость делать на втором этаж дополнительный санузел.
• Не все комнаты такого дома используются жильцами, если речь идет о небольшой семье. В таких случаях жизнь часто сосредоточена в одной из плоскостей дома, чаще всего  на первом этаже.

Одноэтажный дом

Плюсы

Преимуществами одноэтажного дома являются:

• Простота обслуживания и ремонта. Вести работы в нем можно своими силами, не привлекая специалистов. Для ремонта не нужны строительные леса. Поменять водосток, покрасить стены или штукатурить их можно, пользуясь обычной лестницей.
• Нет необходимости передвигаться по лестнице, что особенно важно для пожилых людей и семей с маленькими детьми.
• Меньшая поверхность стен, а значит меньшие расходы на их возведение.
• Отсутствие перекрытия между этажами, что облегчает конструкцию и уменьшает нагрузку на стены и фундамент.

Минусы

• Дом, в котором кроме базовых помещений предусмотрен кабинет, библиотека или веранда занимает большую площадь на участке. Чтобы попасть из комнаты в комнату придется преодолевать большие коридоры.
• Если владельцы дома хотят выйти за рамки стандартной планировки, они столкнуться с необходимостью усиливать фундамент или усложнять геометрию кровли, влекущее увеличение ее площади и удорожание строительства.

Дом с мансардой

Это компромиссное решение между возведением одноэтажного и двухэтажного коттеджа из бруса. Мансарда –  жилая площадь в чердачном пространстве. Фасад этой «пристройки» образован скатами крыши. В этой зоне обычно обустраивают спальни, детскую, кабинет, гостевую комнату.

Преимущества:

• Дополнительная жилая площадь при экономии средств на строительство дома и площади участка;
• Необычная, интересная внешность коттеджа;
• Не нужен монтаж основательного межэтажного перекрытия.

Недостатки:

• Площадь мансардного этажа меньше площади нижнего. Не стоит рассчитывать на то, что возведением мансардного этажа вы получите такую же жилую площадь, как внизу.
• Работы по утеплению кровли, по отзывам специалистов, в некоторых проектах перекрывают выгоду от строительства мансардного этажа, требуя больших расходов.
• Необходимость усложнять конструкцию крыши, дополнять ее окнами, что усложняет постройки.

Расчет стоимости

Стоимость строительства – один из решающих и самых обсуждаемых факторов в пользу выбора того, какой дом построить дешевле: одноэтажный или двухэтажный.

Фундамент и кровля

Ленточный монолитный фундамент двухэтажного коттеджа (при условии, что сравниваются одно- и двухэтажный деревянный  дом из бруса одинаковой площади, в 160 кв. метров) имеет меньшую длину ленты, чем одноэтажного. Для заливки фундамента одноэтажного дома понадобится в среднем сорок два кубических метра бетона. Для двухэтажного достаточно двадцати девяти – тридцати кубических метров. Разница в десять-двенадцать кубических метров позволяет сэкономить значительную сумму денежных средств.

Заливка отмостки в двухэтажном доме экономит полтора кубических метра бетона при ее ширине в один метр и толщине в десять сантиметров, что также сокращает расходы на заливку фундамента.

Кровельные работы для одноэтажных и двухэтажных строений разнятся по площади. Одноэтажные строения требуют большей площади скатов с учетом наличия чердачного помещения и особенностей их планировки, а также угла наклона, поэтому кровельные работы на двухэтажном деревянном доме с гаражом обходятся дешевле.

Стены

Площадь стен одноэтажного строения намного меньше площади двухэтжного. Если сравнивать дома из бруса с одинаковой площадью, например в сто шестьдесят квадратных метров разница составит шестьдесят метров квадратных. В стоимость кладки стен входит цена строительного материала, высотные работы, требующие использование строительных лесов, оплату труда рабочих, материалы для утепления и отделки.

Коммуникации

Прокладка коммуникаций в одноэтажном доме намного проще, быстрее и дешевле, чем в двухэтажном. В двухэтажках часто размещают дополнительный санузел на верхнем этаже. Если он расположен над санузлом нижнего этажа это существенно усложняет прокладку коммуникаций и объединение их в единую систему.  Трубы водоснабжения и канализации нужно будет прокладывать в межэтажном перекрытии, что усложнит его конструкцию  и требует учета еще на этапе проектирования.

Аналогичным образом проектируется отопление. Оно в постройке в два этажа более сложное. Даже  твердотопливный котел или печь потребует большей длины дымохода, что не может не отразиться на стоимости, увеличивая ее вдвое в сравнении с домом в один этаж.

Жилое строение требует наличия правильно организованной системы вентиляции. Система с приточной вытяжкой и воздуховодами в двухэтажном доме монтируется гораздо сложнее и требует больших расходов. В одноэтажке вентиляцию можно смонтировать в любой момент, проведя ее по чердаку.

Прокладка электрических кабелей для двух- и одноэтажного дома примерно близка по стоимости.

Выводы

Объективно судить о том,  что лучше и выгоднее одноэтажный или двухэтажный дом строить можно только имея на руках проекты одно- и двухэтажного строения, разработанных для конкретного участка, с учетом всех пожеланий будущих владельцев жилья. Для многих оптимальным решением становится возведение деревянных одноэтажных домов с мансардой, а кто-то твердо убежден в том, что в его доме должно только два этажа.

На практике дома в 1 и 2 этажа с одинаковыми параметрами встречаются редко. Если разобраться, то в них отыщется немало различий в прокладке коммуникаций, материале стен, кровли, фундаменте, которые при одинаковой жилой площади дадут разный результат стоимости строительства. Для большинства заказчиков именно она становится определяющим фактором выбора.

Судя по многочисленным отзывам тех, кто самостоятельно занимался возведением своего жилья стоит абстрагироваться от стоимости и выбирать сугубо из соображений удобства, надежности и практичности. Эти параметры  определяются на долгие годы, а стоимость возведения зданий может колебаться.

Один или два этажа в доме?

Один или два этажа в доме?

07.11.2018

Учитывая новейшие тенденции в деревянном домостроении, а также рациональном подходе к выбору площади будущего загородного дома, многие будущие домовладельцы задаются вопросом: «А какой дом лучше – одноэтажный или двухэтажный»? Лучше – подразумевается не только комфортней, но и практичней, а также дешевле в строительстве и содержании.

Как мы понимаем, однозначного ответа на этот вопрос нет. Но все-таки постараемся разобрать по полочкам все плюсы и минусы двухэтажных домов.

ПЛОЩАДЬ УЧАСТКА

Первым и самым важным моментом является размер участка и площадь застройки. Надо понимать, что при одинаковой площади двух домов (в один и два этажа), одноэтажный дом будет иметь большую площадь застройки. Поэтому на небольшом участке будет легче разместить двухэтажный дом. К примеру, на участке 6 соток одноэтажному дому 200м2 будет «тесно», а вот двухэтажному дому такой же площади – в самый раз.

ЛИЧНЫЕ ПРЕДПОЧТЕНИЯ

Второй момент – это ваши личные предпочтения. Многим нравятся двухэтажные дома, их высота, солидность, красивые фасады и т.п. Если участок находится в живописном месте, то в двухэтажном доме больше возможностей наслаждаться красивыми видами. Некоторым нравятся необычная архитектура мансардных крыш и внутреннее пространство этих этажей – наклонные стены в сочетании с мансардными окнами. А кому-то очень нравятся «приземленные» одноэтажные дома и их необычная архитектура.

ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ

Третий момент – функциональный. Существует мнение, что грамотно расположить все необходимые помещения на одном этаже очень сложно, в отличии от понятной системы двухэтажных домов: внизу – общая зона, наверху – приватная. Но это мнение очень спорно. Да, проект одноэтажного дома должен быть тщательно продуман, дабы избежать систему ненужных коридоров, а также грамотно разграничить зоны отдыха и технических помещений. Но такие проекты есть, и здесь хочется особенно выделить проекты финских архитекторов, которые поражают своей продуманностью и функциональностью.

Здесь же хочется отметить «плюс» двухэтажных домов в том, что верхний этаж является личным пространством членов семьи, где можно уединиться в своей спальне, кабинете или мастерской и оградиться от семейной суеты.

УДОБСТВО

Четвертый момент «вытекает» из предыдущего пункта и, на наш взгляд, является одним из самых важных – удобство. В одноэтажном доме удобней передвигаться, не нужно постоянно спускаться-подниматься по лестнице, – рано или поздно это надоедает и на лестнице (или рядом с ней) часто скапливается много вещей для организованного трансфера наверх; плюс в голове сразу «держится» целый список вещей, которые нужно прихватить по пути, чтобы не подниматься наверх еще раз; ну а про «кофе в постель» вообще можно забыть, потому как чтобы сварить кофе нужно сначала спуститься вниз, а потом опять подняться с чашкой по лестнице наверх… в общем владельцы двухэтажных домов, наверняка, сейчас очень хорошо понимают о чем речь;)

В этот же пункт хочется добавить и то, что людям пожилого возраста или людям физическими недостатками будет очень сложно подниматься по лестнице, даже если она спроектирована по всем правилам. Этот момент особенно актуален, когда в доме планируется проживание нескольких поколений. Но решение есть: старшему поколению выделяется комната на нижнем этаже.

ФИНАНСОВЫЙ АСПЕКТ

Пятый момент – затраты. Очень важный и спорный вопрос. Часто можно услышать мнение, что строить одноэтажный дом дороже, потому как площадь кровли и фундамента больше. На самом деле здесь нет однозначного ответа, потому что каждый случай нужно разбирать индивидуально. Помимо этажности, есть еще и конструктивные различия, которые могут быть и у двух домов. Нужно понимать будет ли дом одноэтажным, мансардным или двухэтажным, насколько сложная будет кровля, тип фундамента, тип межэтажных перекрытий, размер полезной площади и т.п. В общем каждый случай будет индивидуален и уникален.

Единственное, о чем можно сказать с уверенностью – это инженерные системы. Зздесь ответ однозначный, – в одноэтажном доме прокладка коммуникаций будет и проще, и дешевле (начиная с проекта и заканчивая материалами и монтажом), в основном  это касается водоснабжения, отопления, вентиляции.

Итак, подытоживая нашу статью, хочется еще раз сказать, что нет и не будет однозначного ответа на вопрос: «Какой дом лучше: одно- или двухэтажный?». Просто потому что всё зависит от конкретной семьи, её состава, предпочтений, образа жизни, понятий о комфорте, а также от исходных данных участка. Важно на этапе планирования выбрать грамотного архитектора, который поможет вам правильно расставить приоритеты, подобрать подходящие варианты и спроектирует ваш дом мечты.

Сломанные канализационные трубы под плитами обнаружить труднее, но они могут быть столь же опасными, особенно в районах с обширной почвой. Расширяющиеся почвы содержат минералы, которые поглощают воду (например, глинистые почвы), и они могут увеличить объем почвы до 10%. Это изменение объема может оказать на здание или другую конструкцию достаточную силу, чтобы поднять фундамент, поэтому протечки канализационных труб под плитами могут быть настолько серьезными.

Согласно geology.com, в типичный год в Соединенных Штатах обширные почвы причиняют владельцам более крупные финансовые потери, чем землетрясения, наводнения, ураганы и торнадо вместе взятые. Стоимость ремонта и смягчения последствий чего-то вроде протечки канализации под плитой дома, особенно когда это происходит в доме, построенном на обширной почве, может быть чрезвычайно высокой; иногда превышает стоимость дома. Во многих случаях домовладельцы сообщают, что они заметили проблему с их трубами, но не осознавали ее серьезность или прогресс, пока не стало слишком поздно.

Если протечки в плитах присутствуют в течение некоторого времени или ваша собственность находится на обширной почве, то следует обратить внимание на следующие зловещие признаки:

• Трещины в стенах, ведущие вверх от пола
• Трещины в плитке или бетонном полу
• фальшполы (куполообразные) перекрытия
• деформированные или скрипящие деревянные доски.

Эти знаки указывают на то, что фундамент дома мог быть серьезно поврежден, и вам следует посоветоваться с профессиональным строителем или инженером, прежде чем приступить к ремонту.

Трещины в обширной почве: трещины от высыхания в почве, вызванные высыханием. Фото, Инженерный корпус армии США

Какие шаги необходимо предпринять, прежде чем выбрать стратегию ремонта трубы

Существует несколько способов ремонта слива или ремонта канализационных линий под плитами, три наиболее распространенных из которых подробно описаны в следующем разделе. Однако вы можете сначала подумать, стоит ли, чтобы специалист по обнаружению утечек обнаружил утечку в водопроводных трубах и предоставил вам кадры видеонаблюдения, прежде чем согласовывать расценки.Профессиональные специалисты по обнаружению имеют точные подслушивающие устройства, камеры видеонаблюдения и другое оборудование для обнаружения утечек, позволяющее находить утечки, и могут проводить различные тесты, включая испытания под давлением. Точная оценка водопровода для выявления неисправности также означает меньшее количество ямок «на всякий случай». В случае обрушения дренажных и канализационных труб под плитами камера видеонаблюдения осмотрит трубы, чтобы определить местонахождение поврежденной трубы.

Хотя некоторые ремонтные предприятия заявляют, что им придется провести собственную проверку перед составлением предложения, это также может означать, что они будут взимать с вас плату за услуги.Если к вам придут три или четыре человека, чтобы процитировать, это приведет к ненужному увеличению ваших расходов, поэтому наличие вашего собственного отчета и видеозаписи ущерба может помочь снизить расходы. Это также показывает, что вы сделали свою домашнюю работу.

Когда вы звоните, чтобы договориться о расценке, спросите, бесплатная ли это услуга. Если нет, и они хотят взимать плату за осмотр, дайте понять, что у вас есть недавние профессиональные кадры повреждений, и что вы хотите, чтобы они процитировали их на основе этих изображений. Скорее всего, если вы примете их предложение и привлечете их к выполнению работы, они должны будут провести собственную проверку системы видеонаблюдения перед началом работы, после чего можно будет внести любые корректировки, но вам не придется платить четырем разным людям за проверку труб. просто чтобы получить котировки.

Помните также, что торговцы, предоставляющие вам котировки, могут быть отличным источником информации о том, почему их конкретный подход будет работать (или нет) хорошо (или нет) в вашей ситуации. Спросите, какие преимущества они имеют перед другими методами и каковы недостатки других вариантов ремонта. Используйте то, что они вам говорят, чтобы направлять вас в дальнейших исследованиях в Интернете и подготовить вопросы для будущих поставщиков услуг.

3 основных метода ремонта сломанных труб под плитами дома

Существует три основных подхода к устранению утечек канализации под плитами дома.Важно получить котировки хотя бы от одного специалиста из каждой области специализации.

Три альтернативных подхода:

1. Замена облицовки

Сегодня сломанная дренажная или канализационная труба под плитой дома не означает огромных земляных работ. Достижения в технологиях композитных смол означают, что материалы, обычно используемые для изготовления корпусов самолетов, спортивного оборудования высшего качества и даже стоматологических применений, также могут быть использованы для повторной футеровки сломанных труб, тем самым значительно снижая стоимость установки дренажей под плитами.

Все типы водопроводных, канализационных и канализационных труб могут быть заменены композитной смолой и синтетическими волокнами, которые комбинируются и отверждаются для создания невероятно прочной, устойчивой к трещинам новой трубы внутри старой сломанной. Авторитетные компании по замене футеровки в Австралии, такие как Nuflow, гарантируют, что такие перебазировки продлят срок службы трубы до 50 лет, и этот процесс не требует каких-либо земляных работ в вашем доме.

Профессиональные компании по замене облицовки могут натянуть лайнеры на место, используя существующие точки доступа в доме, и лайнеры отверждаются там, где они сидят, внутри трубы.Многие перебазировки можно даже сделать с использованием смол, которые затвердевают в присутствии воды (или сточных вод и других жидкостей), что означает очень быстрый и экономичный ремонт без каких-либо повреждений дома.

Важно отметить, однако, что гарантия предоставляется только на перебазированные участки трубы. Это означает, что в зависимости от ваших обстоятельств и установленной причины разрыва часто бывает полезно получить расценки на замену футеровки всех труб под вашей плитой, когда они начинают выходить из строя, а не только на ту, которая обнаруживает утечку.

2. Замена

Это включает в себя точное определение места утечки, выемку грунта внутри вашего дома (или под ним, если утечка только по периметру), чтобы добраться до нее, замену или ремонт проблемной трубы, восстановление бетонного фундамента (если он был удален) и очистку беспорядка.

Само по себе отремонтировать поврежденную линию не так сложно, но найти и получить к ней доступ — другое дело.Как только вы обнаружите место утечки, вам (или торговому представителю) придется использовать резак по бетону и отбойный молоток, чтобы прорезать и долбить бетон. При резке бетона образуется много пыли, поэтому перед началом работ необходимо накрыть мебель и ценные вещи, а двери закрыть. К тому же это довольно опасно, поэтому стоит доверить этот этап работы профессионалам.

Почву (часто загрязненную отходами) необходимо удалить вокруг трубы и где-то хранить или утилизировать.Затем сломанные трубы необходимо отремонтировать или заменить, а почву, железобетонную плиту и полы восстановить. Это, очевидно, вызывает много беспорядка и сбоев и требует значительного труда, что может значительно увеличить общий счет.

Самым распространенным типом труб, используемых для линий водоснабжения под давлением под плитами дома, являются медные трубы, но по мере старения меди они склонны к питтингу, коррозии и утонению — все это приводит к утечкам. Чтобы отремонтировать медные трубы, отрежьте поврежденный участок трубы ножовкой, сабельной пилой или труборезом и вставьте новую трубу с припаянными муфтами.

Если вам необходимо заменить канализационную линию под бетонной плитой, вам действительно следует воспользоваться услугами сантехника из-за проблем со здоровьем, связанных с воздействием человеческих отходов.

Помимо очевидных недостатков, таких как разрушение, неудобство, высокие затраты на рабочую силу / торговлю, а также беспорядок и разрушение этого метода, существует также озабоченность по поводу того, не будет ли нарушена структурная целостность дома. Например, если разрыв проходит по всей длине трубы или имеется множество разрывов в разных частях, возможно, вам придется в основном разделить плиту, а это означает, что дом больше не находится на едином фундаменте.Строителю или инженеру может потребоваться сообщить, не нарушит ли резка бетонной плиты целостность конструкции.

Наконец, есть опасения, что если этот канал вышел из строя один раз, он может повториться снова. Например, если труба из ПВХ вышла из строя из-за вторжения корней дерева, и она заменена другим участком трубы из ПВХ, что должно помешать тем же самым корням дерева проникнуть в новую трубу? Или, если медные трубы подверглись коррозии из-за старения в одной секции трубопроводной сети под плитой, какая гарантия, что другие секции тоже не скоро начнут выходить из строя.

3. Изменение маршрута

Иногда лучше заново отремонтировать весь дом, чем тратить деньги на ремонт старой сантехники. Это особенно рекомендуется, когда в доме установлены старые оцинкованные трубы или в нем есть стареющая трубопроводная сеть, которая, вероятно, продолжит выходить из строя. В большинстве регионов потребуется квалифицированный сантехник, чтобы правильно перекрыть старые трубы и проложить новые. Это будет включать создание новых соединений, которые направляют воду или отходы внутрь или наружу через стены дома, а не через пол.Затем трубы уйдут в землю, и по периметру дома будут вырыты траншеи для установки новой водопроводной системы.

К недостаткам этого подхода относятся очень высокая стоимость, влияние, которое он может оказать на существующие грядки, дорожки и проезды, а также неприглядный вид труб, выступающих за пределы вашего дома. Однако будущие проблемы с сантехникой можно будет исправить без необходимости раскапывать дом.

В целом, прокладка новых дренажных или канализационных труб за пределами периметра плиты вызывает меньшие неудобства для домашнего хозяйства, чем выкапывание полов для замены сломанных полов, но цена зачастую довольно непомерно высока.Вы можете договориться со своим водопроводчиком о выполнении некоторых ручных работ, чтобы снизить затраты, однако обычно это дает лишь небольшую экономию.

Получить расценки на замену футеровки труб CIPP

Необходимость починить обрушившийся водосток или отремонтировать канализационную линию под вашей плитой определенно стоит в конце списка дел, которые нужно сделать большинству людей, но это уже не тот кошмар, который раньше был. Благодаря технологическим достижениям, таким как замена футеровки CIPP, домовладельцы с протекающими трубами под плитами имеют варианты ремонта, которых у них не было в прошлом, а решение проблемы с опытными профессионалами может быть невероятно безболезненным и без стресса.

Уловка, однако, заключается в том, чтобы быть хорошо информированными и проконсультироваться с рядом экспертов, которые найдут время и обладают знаниями и опытом, чтобы оценить, какая стратегия ремонта подходит для ваших конкретных обстоятельств.

Точно так же, как вы не пойдете к своему участковому терапевту для выполнения операции на открытом сердце, используя водопроводчика общего профиля, а не опытного специалиста по дренажу или замене облицовки, в такой ситуации, как протекающая канализационная труба под бетонным фундаментом вашего дома, чревата потенциальными рисками. Опасность.

Хотя нет сомнений в том, что они, скорее всего, смогут заставить все снова работать, вы можете остаться в шоке от образа жизни и финансовых затрат их устаревшей стратегии ремонта. Также нет никакой гарантии, что то же самое не повторится через несколько месяцев, поэтому вы в первую очередь пожалеете, что сразу обратились к специалисту.

Если вы хотите получить расценки на замену футеровки труб CIPP от местного специалиста по ремонту труб Nuflow, посетите нашу страницу контактов.

Решения для ландшафтного дренажа и управления ливневыми водами

Horizon — это ваш ресурс для решений по управлению канализацией и ливневыми водами.У нас есть обширный запас труб NDS и ADS для дренажа, и мы — ваше универсальное решение для жилых домов, полей для гольфа и спортивных площадок, а также тяжелых коммерческих ирригационных систем и систем управления ливневыми водами.

Дренажная труба

Существует множество разновидностей дренажных труб для управления водными ресурсами, в том числе гофрированная гибкая полиэтиленовая труба с носком и без него, одностенная труба из ПВХ Schedule 40, двустенная труба HDPE N-12, тройная труба HDPE ADS 3000 и SDR 35 / Sch. 20 Канализационная труба.В качестве альтернативы, позволяющей сократить трудозатраты, Horizon предлагает трубы NDS EZflow для французских дренажных систем. Французская дренажная система NDS EZ-Flow — это альтернатива подземному дренажу, которая вдвое сокращает время установки, устраняя необходимость в транспортировке, сгребании и перемещении тяжелого гравия. Этот вариант традиционного французского водостока без гравия состоит из гофрированной трубы с прорезями 3 или 4 дюйма, окруженной поликристаллической каменной кладкой NDS и обернутой геотекстильной тканью.

Дренажная арматура

Horizon предлагает широкий ассортимент дренажной арматуры — гофрированный, канализационный и дренажный, а также ПВХ Nyloplast.Фитинги общего размера, от 3 до 6 дюймов и выше, доступны в различных конфигурациях, включая тройники (стандартные и санитарные), колена, муфты, переходные втулки и муфты, очистители, переходники, заглушки, колпачки и тройники.

Раковины и решетки

Водосборные бассейны бывают разных размеров и форм в зависимости от области применения, и они необходимы для поддержания дренажа и улавливания мусора до того, как он сможет заблокировать дренажные трубы. Общие размеры включают квадратные бассейны 9, 12 и 18 дюймов с различными конфигурациями и вариантами решеток.Мы также предлагаем круглые бассейны Spee-D в конфигурациях 3 и 4 дюйма с несколькими вариантами решеток. Другие продукты включают в себя модульный сухой колодец Flow-Well, всплывающие эмиттеры, Downspout Defender и фильтры Catch Basin.

Дренажные каналы

Вместо использования перфорированной трубы, как в французских дренажных системах, в дренажных каналах или траншеях используется конструкция желоба для быстрого удаления поверхностных вод. Horizon предлагает полную линейку желобов NDS, в том числе желоба Micro, Slim, Mini, Spee-D, Pro Series и Dura Slope для жилых и коммерческих помещений.

У нас также есть дополнительные продукты для управления ливневыми стоками для коммерческого применения, такие как StormChambers, EZ-Roll Gravel Paver и EZ-Roll Grass Paver. Свяжитесь с Horizon сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о наших решениях по водоотведению и ливневой канализации. Мы поможем вам выбрать подходящие дренажные трубы, фитинги и аксессуары, чтобы обеспечить наилучшие результаты для ваших клиентов.

Белый твердый ПВХ по сравнению с черной гофрированной трубой для французской водосточной системы

Эта запись была опубликована 20 марта 2019 г. пользователем korey.

Если в вашем дворе есть участки, которые все время остаются влажными, или если ваш подвал имеет тенденцию собирать воду после ливня, вам следует подумать об установке французского водостока, чтобы решить эти проблемы. Французский водосток предполагает подземные работы — установку дренажной системы, защищающей ваш дом и двор. Это не та область, в которой вы хотите просто выбрать самое дешевое решение. Важно, чтобы вы выбрали правильные материалы и правильно выполнили проект с первого раза, чтобы вам не пришлось слишком рано копать и заменять материалы.Установка французского водостока может устранить постоянную влажность, а также предотвратить образование плесени и грибка вокруг вашего дома.

Что такое французский сток?

Французский водосток звучит необычно, но на самом деле это довольно простая водосточная система. По сути, это канава, выложенная гравием, в которую встроена труба, по которой вода переносится из одного места в другое. По трубе дождевая вода отводится от проблемных участков, которые могут быть повреждены водой, если оставить ее в покое. Затем вода сливается в более желаемое место.

Этот тип дренажной системы идеально подходит для участков вашего двора или дома, где собирается вода. Например, там может быть низкое место, где лужи дождя, и у которого никогда не было возможности полностью высохнуть. Иногда при новом строительстве или плохом фундаменте сток воды может быть направлен в сторону дома. Французский дренаж может помочь, перенаправив воду в другое место.

Французские водостоки обычно строятся из черной гофрированной трубы, но есть аргументы в пользу использования для работы белых труб из ПВХ.Давайте посмотрим на плюсы и минусы каждого из них и на то, как они обычно используются.

Черная гофрированная труба

Черная гофрированная труба чаще всего используется для самотечного водоснабжения, в том числе:

— ливневая канализация (включая французские водостоки)

— подземный дренаж

— канализация сантехническая

— сборник фильтрата

— задержка и / или задержка воды

Плюсы гофрированной трубы

Стоимость: Черная гофрированная труба дешевле, чем другие типы труб.

Простота в использовании: Трубы этого типа, даже при больших диаметрах, имеют малый вес. Облегчает использование, хранение и транспортировку.

Гибкость: Черная гофрированная труба изгибается, что делает ее идеальной для проектов, где нельзя использовать массивные трубы.

Минусы гофрированной трубы

Тонкие стенки: Черная гофрированная труба имеет тонкие, мягкие, гибкие стенки, которые можно легко повредить, особенно если труба не проложена под землей. Это также означает, что если он забьется, его нельзя будет ускользнуть, потому что вращающиеся лезвия разорвут стены.

Легко засоряется: При заглублении под землю корни могут легко прорасти в трубу.

Более медленный поток воды: Осадки и мусор могут накапливаться в гофрированных гребнях, замедляя поток воды и увеличивая вероятность ее засорения.

Белая труба из сплошного ПВХ

Сплошная белая труба из ПВХ — очень распространенный тип труб, который чаще всего используется для канализационных и водопроводных сетей. Трубы из ПВХ или поливинилхлорида являются более экономичным типом труб, чем некоторые другие, такие как металлические или терракотовые.Он используется для различных целей, включая проекты дренажа двора и множество поделок.

Плюсы массивной трубы ПВХ:

Универсальность: Трубки из ПВХ доступны различной длины, диаметра и толщины.

Прочность: Труба этого типа намного прочнее гофрированной трубы — она ​​не проникает корнями и легко очищается.

Гладкие стенки: Стенки ПВХ-трубы гладкие, поэтому вероятность засорения или захвата мусора, замедляющего течение воды, снижается.

Простота обслуживания: Очистители могут быть установлены в трубопроводные системы из ПВХ, что упрощает обслуживание.

Более длительный срок службы: Благодаря прочности и толстым стенкам трубы из ПВХ прослужат намного дольше, чем гофрированные трубы.

Минусы массивной трубы ПВХ:

Стоимость: Хотя трубы из ПВХ дешевле металлических и терракотовых, они дороже черных гофрированных труб. Это означает, что в зависимости от размера вашего проекта вы можете заплатить значительно большую сумму, используя ПВХ.

Неэластичная: Труба из ПВХ твердая и имеет толстые стенки, что означает, что она не сгибается. Если система, которую вы устанавливаете, имеет изгибы или повороты, она потребует использования фурнитуры и клея ПВХ для навигации по области.

Сложнее установить: Трубу из сплошного ПВХ сложнее установить, чем черную гофрированную трубу.

Последние мысли

Важно, чтобы вы понимали различные применения, а также преимущества и недостатки использования белой трубы из ПВХ по сравнению с черной гофрированной трубой, чтобы вы могли принять наилучшее решение о материалах для вашей ситуации.Очевидно, что вы хотите выполнить проект правильно с первого раза и вам не придется возвращаться и ремонтировать или заменять свою работу. Выбираете ли вы гофрированную трубу черного цвета или белый ПВХ, убедитесь, что это лучший вариант для вашего проекта.

Также обратите внимание, компания CIS предлагает полный ассортимент фитингов, которые также можно использовать в сочетании с вашей французской дренажной установкой для труб из ПВХ. Обычно это может включать 45% локтей и 90% локтей.

Как правильно использовать змею водопроводчика / сливную змею

Если вы имеете дело с засором, который слишком устойчив для поршня, но вы еще не готовы выбросить это полотенце, змея может быть вашим лучшим выбором.Змея водопроводчика, дренажная змея или дренажный шнек — это инструмент, который проникает в трубы для удаления засоров. Змеи составляют золотую середину между бытовыми поршнями и действительно крупными пушками , такими как петухи.

Змеи — более мощные средства для очистки канализации, сделанные своими руками, чем поршни, но их также сложнее использовать. Если вы неправильно воспользуетесь змеей сантехника, вы рискуете порвать трубы или вызвать утечки. Чтобы этого не делать, узнайте, как работает ваша змея и как правильно ею пользоваться. Вот все, что вам следует знать об использовании змеи водопроводчика.

Как работает змея сантехника? (А что вообще такое шнек?)

Шнек — это просто инструмент, предназначенный для сверления чего-либо. Бур — это разновидность шнека. Сантехнический бур или водопроводная змея — это длинный гибкий металлический кабель с маленькой размотанной пружиной на одном конце и ручкой на другом. Головка шнека у змейки похожа на штопор. Змеи домашнего сантехника обычно имеют длину около 50 футов. Кабель скручивается, когда вы его не используете. Большинство змей для домашних сантехников приводятся в действие вручную и имеют вращающуюся ручку или рукоятку для отсоединения и извлечения кабеля.

Змеи водопроводчика работают, входя в канализацию непосредственно для физического контакта, а затем расчищают препятствие, вызывающее засорение. Вы вручную вставляете головку шнека в слив, а затем начинаете разматывать ее, вращая ручку. По мере того, как змея разматывается, она движется дальше по водосточной трубе, пока голова не прорвет препятствие.

Как использовать змею сантехника?

1. Наденьте одежду, которую не боитесь испачкать и , положите старые полотенца под трубы , над которыми вы работаете.В зависимости от характера засора ваша процедура извлечения может быть беспорядочной. Это особенно важно, если вы в конечном итоге удалите p-ловушку.
   
   
2. Необязательно) Рассмотрите возможность удаления p-ловушки . П-образный сифон или П-образный изгиб — это изогнутый кусок трубы под раковиной. Он соединяет раковину с большей системой водосточных труб в вашем доме. Причина в том, что он изогнут, чтобы не допустить попадания канализационных газов через раковину в дом. П-образные сифоны часто изготавливаются из ПВХ-труб, но могут быть и металлическими.
   
   Р-ловушку можно снять вручную либо руками, либо с помощью разводного ключа. После того, как вы удалите p-ловушку, ее следует тщательно осмотреть и очистить. Если вы нашли препятствие, возможно, вам вовсе не придется змеиться! Даже если вы ничего не найдете, удаление ловушки часто облегчает змеевик.
   
   
3. (Необязательно) Рассмотрите возможность снятия уловителя . Сифон — это часть трубы между p-образным сифоном и стеновой трубой.Он удерживает p-ловушку на месте и может снова изгибаться, чтобы достичь стены. Найдите пластиковую или металлическую гайку, соединяющую ловушку со стеной. Если вы можете его найти, ослабьте его, чтобы снять ловушку. Если не получается, то, возможно, рука приклеена; в этом случае не пытайтесь удалить его. Убедитесь, что вы очистили ловушку так же, как и p-ловушку после ее удаления.
   
   Удаление ловушки обеспечивает лучший доступ к дренажной трубе. Загляните внутрь водосточной трубы на предмет препятствий.Если вы видите препятствие, попробуйте удалить его с того места, где вы находитесь. Если не можете, пора использовать змею.
   
   
4. Вручную ввинтите головку шнека змеевика в трубу . Вставьте голову змеи либо в слив (если ловушку не снимали), либо в точку доступа на стене. Если вы не снимали ловушку, подумайте о том, чтобы спрятать змею под холодной водой.
   
   Не толкайте шнек в дренаж с большой силой, иначе вы можете повредить вход дренажа или трубу.Наберитесь терпения и убедитесь, что головка и кабель не слишком широки для стока, который вы пытаетесь перебросить.
   
   
5. Начните разматывать змею за ручку . Держите ручку змеи как можно ближе ко входу в трубу. Чем меньше провисание шнека, тем большее усилие вы направляете в трубу.
   
   Вращайте ручку с постоянной скоростью. Не пытайтесь торопиться или вращаться слишком медленно. Если вы чувствуете давление в какой-либо момент во время движения кабеля по трубе, возможно, вы столкнулись с препятствием.
   
   
6. Достигнув препятствия, переместите или поверните голову вперед-назад и вверх-вниз . Постарайтесь устранить препятствие как можно тщательнее, но не засовывайте шнек в стенки трубы. Если вы слышите царапающие звуки, то вам следует прекратить изгибаться и перенастроить.
   
   Если вы считаете, что шнек может застрять в препятствии, подумайте о том, чтобы вытащить змею из трубы. В некоторых случаях препятствие может выйти вместе с ним. Продолжайте змеиться, пока не перестанете ощущать сопротивление, и змея не развернется на всю длину.
   
   
7. Вытяните змею и соберите компоненты раковины . Проверьте головку шнека на предмет засорения и очистите ее. Если вы сняли ловушку и p-образную ловушку, вам следует переустановить их на этом месте.
   
   
8. Проверить раковину . Змея должна была успешно удалить препятствие и решить проблему засорения. Если у вас все еще есть засор, попробуйте повторить процесс извлечения. Однако, как и при нырянии, слишком много змейки может повредить ваши трубы или водостоки.Если тщательный поиск не помог решить вашу проблему, возможно, пора обратиться к профессионалам.

Snaking — удивительно простой и доступный проект для домовладельцев. Если вы понимаете, как пользоваться змеей, вы сможете удалять надоедливые засорения из раковины, ванны или унитаза.

Для тех случаев, когда вы просто не можете победить этот засор, что бы вы ни пытались. Не отчаивайтесь! После вашей змеи следующий шаг — позвонить Майку Даймонду. У нас есть инструменты и ноу-хау, чтобы найти и устранить любые засоры за пределами Лос-Анджелеса.

Светодиоды для своего питания требуют применения устройств, которые будут стабилизировать ток, проходящий через них. В случае индикаторных и других маломощных светодиодов можно обойтись резисторами. Их несложный расчет можно еще упростить, воспользовавшись «Калькулятором светодиодов».

Для использования мощных светодиодов не обойтись без использования токостабилизирующих устройств – драйверов. Правильные драйвера имеют очень высокий КПД — до 90-95%. Кроме того, они обеспечивают стабильный ток и при изменении напряжения источника питания. А это может быть актуально, если светодиод питается, например, от аккумуляторов. Самые простые ограничители тока — резисторы — обеспечить это не могут по своей природе.

Немного ознакомиться с теорией линейных и импульсных стабилизаторов тока можно в статье «Драйвера для светодиодов».

Готовый драйвер, конечно, можно купить. Но гораздо интереснее сделать его своими руками. Для этого потребуются базовые навыки чтения электрических схем и владения паяльником. Рассмотрим несколько простых схем самодельных драйверов для мощных светодиодов.

Простой драйвер. Собран на макетке, питает могучий Cree MT-G2

Очень простая схема линейного драйвера для светодиода. Q1 – N-канальный полевой транзистор достаточной мощности. Подойдет, например, IRFZ48 или IRF530. Q2 – биполярный npn-транзистор. Я использовал 2N3004, можно взять любой похожий. Резистор R2 – резистор мощностью 0.5-2Вт, который будет определять силу тока драйвера. Сопротивление R2 2.2Ом обеспечивает ток в 200-300мА. Входное напряжение не должно быть очень большим – желательно не превышать 12-15В. Драйвер линейный, поэтому КПД драйвера будет определяться отношением V_LED / V_IN, где V_LED – падение напряжения на светодиоде, а V_IN – входное напряжение. Чем больше будет разница между входным напряжением и падением на светодиоде и чем больше будет ток драйвера, тем сильнее будет греться транзистор Q1 и резистор R2. Тем не менее, V_IN должно быть больше V_LED на, как минимум, 1-2В.

Для тестов я собрал схему на макетной плате и запитал мощный светодиод CREE MT-G2. Напряжение источника питания — 9В, падение напряжения на светодиоде — 6В. Драйвер заработал сразу. И даже с таким небольшим током (240мА) мосфет рассеивает 0,24 * 3 = 0,72 Вт тепла, что совсем не мало.

Схема очень проста и даже в готовом устройстве может быть собрана навесным монтажом.

Схема следующего самодельного драйвера также предельно проста. Она предполагает использование микросхемы понижающего преобразователя напряжения LM317. Данная микросхема может быть использована как стабилизатор тока.

Еще более простой драйвер на микросхеме LM317

Входное напряжение может быть до 37В, оно должно быть как минимум на 3В выше падения напряжения на светодиоде. Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле R1 = 1.2 / I, где I – требуемая сила тока. Ток не должен превышать 1. 5А. Но при таком токе резистор R1 должен быть способен рассеять 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла. Микросхема LM317 также будет сильно греться и без радиатора не обойтись. Драйвер также линейный, поэтому для того, чтобы КПД был максимальным, разница V_IN и V_LED должна быть как можно меньше. Поскольку схема очень простая, она также может быть собрана навесным монтажом.

На той же макетной плате была собрана схема с двумя одноваттными резисторами сопротивленим 2.2 Ом. Сила тока получилась меньше расчетной, поскольку контакты в макетке не идеальны и добавляют сопротивления.

Следующий драйвер является импульсным понижающим. Собран он на микросхеме QX5241.

Драйвер для мощных светодиодов на микросхеме QX5241

Схема также проста, но состоит из чуть большего количества деталей и здесь уже без изготовления печатной платы не обойтись. Кроме того сама микросхема QX5241 выполнена в достаточно мелком корпусе SOT23-6 и требует внимания при пайке.

Входное напряжение не должно превышать 36В, максимальный ток стабилизации – 3А. Входной конденсатор С1 может быть любым – электролитическим, керамическим или танталовым. Его емкость – до 100мкФ, максимальное рабочее напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Конденсатор С2 керамический. Конденсатор С3 – керамический, емкость 10мкФ, напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Резистор R1 должен иметь мощность не менее чем 1Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле R1 = 0.2 / I, где I – требуемый ток драйвера. Резистор R2 — любой сопротивлением 20-100кОм. Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. И рассчитан должен быть на ток не менее требуемого тока драйвера. Один из важнейших элементов схемы – полевой транзистор Q1. Это должен быть N-канальный полевик с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии, безусловно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Хороший вариант – полевые транзисторы SI4178, IRF7201 и др. Дроссель L1 должен иметь индуктивность 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.

Количество деталей этого драйвера совсем небольшое, все они имеют компактный размер. В итоге может получиться достаточно миниатюрный и, вместе с тем, мощный драйвер. Это импульсный драйвер, его КПД существенно выше, чем у линейных драйверов. Тем не менее, рекомендуется подбирать входное напряжение всего на 2-3В больше, чем падение напряжения на светодиодах. Драйвер интересен еще и тем, что выход 2 (DIM) микросхемы QX5241 может быть использован для диммирования – регулирования силы тока драйвера и, соответственно, яркости свечения светодиода. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер. В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.

Готовые изделия для питания мощных светодиодов можно посмотреть здесь.

Существует огромное количество принципиальных схем стабилизаторов тока, которые могут быть использованы как драйвера для мощных светодиодов. Производится также бесчисленное количество специализированных микросхем, на базе которых можно собирать драйвера самой разной сложности – все ограничивается только Вашим желанием и потребностями. Мы рассмотрели только самые простые самодельные драйвера. Читайте также статью, в которой рассматривается схема драйвера для светодиода от сети в 220В.

Драйвер для мощных светодиодов

ДРАЙВЕР ДЛЯ СВЕРХЯРКИХ СВЕТОДИОДОВ

    Микросхема HV 9910 выпускается фирмой Supertex I nc . для применения в светодиодных лампах, питающихся напряжением от 8 до 450 V (!).
    Микросхема представляет собой импульсный источник стабильного тока через светодиод или светодиодную матрицу составленную из последовательно включенных суперярких светодиодов . Входное напряжение постоянного тока мо жет быть от 8 до 450 V ( при работе от переменного тока используется мостовой или другой выпрямитель ).
    Микросхема работает совместно с внешним высоковольтным MOSFET транзистором . Частоту переключения можно регулировать от нескольких десятков килогерц до 300 кГц путем изменения сопротивления одного резистора , подключенного к выводу RT . Ток через светодиоды можно задать от единиц миллиампер до 1 А путем изменения величины контрольного сопротивления , включенного в цепи истока выходного транзистора . Напряжение с этого сопротивления поступает на вывод CS микросхемы , и по величине этого напряжения вычисляется величина тока .
    Кроме того , яркостью светодиода ( или светодиодов ) можно управлять подачей управляющих импульсов на вывод PWM , при этом происходит модуляция этими импульсами более высокочастотного импульсного сигнала , на котором происходит преобразование. Соответственно скважности модулирующих импульсов изменяется и яркость светодиодов . При подаче логической единицы на вывод PWM генератор включен , а при подаче нуля — выключен . В микросхеме имеется встроенный стаби лизатор напряжения 7,5 V, который может быть использован для системы управления . Частоту генератора можно установить в диапазоне от 25 до 300 кГц изменением сопротивления резистора на выводе Rt ( или Rosc ). Частота определяется по формуле : F = 25000/( R +22). Частота выражена в кГц , сопротивление в кОм . Частота импульсов ШИМ , подаваемых на вывод PWM может быть от 100 Гц до 5 кГц . При этом , скважность импульсов может быть от нуля до 100% , то есть , практически любая . Соответствующим образом будет изменяться яркость светодиода ( или светодиодов ). Сопротивление контрольного резистора в цепи истока выходного транзистора выбирают таким , чтобы при максимальном токе напряжение на нем было равно 0.25 V .

    Используя подобный драйвер Вы однозначно избежите злоключений, кторые постигли меня — спешка в при включении мощных светодиодов разлучила меня с несколькими, пусть и не очень дорогими светодиодами:

    Выход я конечно нашел — собрал стабилизатор тока, но только максимально к нему можно подключить всего два светодиода:

    Светодиоды покупал ЗДЕСЬ, но товар видимо закончился, поэтому в следующий раз буду брать ЗДЕСЬ. Разумеется в планах есть покупка и описанного в статье драйвера для светодиодов. Результаты поисков ЗДЕСЬ.

    По поводу мощных светодиодов для освещения остается добавить, что ТЕПЛЫЙ СВЕТ лучше для жилых помещений, он хоть немного тусклее, но намного приятней глазу, а вот для уличных фонарей лучше брать ХОЛОДНЫЙ — светит заметно ярче.

    Разумеется, что это не единственная схема драйвера для светодиодов. Можно использовать и схемы работающие в линейном режиме стабилизатора тока. Для начала схема подобного драйвера была исследована в симуляторе, причем проверялись практически все режимы работы с различным количеством светодиодов и при различных величинах напряжения питания:

    В приведенной схеме диодный мост и сглаживающий фильтр сетевого напряжения питания заменен на эквивалент — источник постоянного тока с напряжением 310 вольт. Проверка показала возможность запитки до 50-60 штук светодиодов с током от 15 до 25 мА, при этом диапазон питающего сетевого напряжения составляет от 160 до 260 вольт без изменения яркости свечения. Если диапазон питания уменьшить, то возможно подключение и 60-70 светодиодов. Единственный недостаток данного драйвера — довольно высокое тепловыделение на силовом транзисторе и тем оно выше, чем мощнее будут светодиоды. Поэтому при использовании данного драйвера необхдимо предусмотреть соответствующий радиатор для силового транзитора. Для питания сорока светодиодов при токе 24-25 мА радиатора от чипсета материнской платы треьего Пентиума вполне хватило.
    Более подробно об этой схеме линейного драйвера можно посмотреть в видео:

    В видео использованы светодиоды купленные ЗДЕСЬ.

       Разумеется были опробованы и SMD светодиоды, однако выяснилось несколько интересных моментов. Но обо всем по порядку. Для начала была смоделирована схема:

    На схеме установлено 84 светодиода и номинал измерительного резистора составил 3,6 Ома. Однако при первичных тестах от пониженного напряжения стало понятно, что ток в 0,15 А для этих светодиодов слишком велик и после нескольких подюоров измерительный резистор стабилизатора тока приобрел номинал равный 26 Омам. Плата со светодиодами была установлена на радиаотор через термопасту и через 20-30 минут нагревается до температуры 60 градусов, т.е. как бы и этого многовато.
    По поводу этой матрицы было снято видео и благодаря подписчику LINKS_234 стала доступна более расширенная информация по пооводу этих и им аналогичных светодиодов.

    Использования данного стабилизатора тока в схеме светодиодного драйвера на светодиодах SMD.

    Прежде всего удалось выявить более-менее надежного продавца, чьи светодиоды соответствуют заявленым в описании характеристикам. Светодиоды конечно же несколько дороже, однако тут уж выбирайте сами — либо цена, либо качество.
    Я покупал ЗДЕСЬ, а надо было покупать светодиоды ЗДЕСЬ.
    Кроме всего прочего так же выяснилось, что совсем не обязательно самому паять SMD светодиоды, поскольку уже есть уже ГОТОВЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ МАТРИЦЫ на различные мощности. Разннобразие и мощностной диапазон просто огромный и я обязательно что то для себя приобрету.
    Было бы не справедливо умолчать еще об одной интересной ссылке — светодиодные лампы на 220 вольт нового поколения. Конструктив данных ламп провел впечатление, а положительный отзыв давнего проверенного подписчика позволяет верить тому, что лампы действительно хороши. Лампы на 3, 7, 9 и 12 Вт.

    Как и положено есть возможность выбора ТЕПЛОГО или ХОЛОДНОГО света, впрочем подроности смотрите сами ЗДЕСЬ.

Схема драйвера для светодиодной лампы на 220В

Неотъемлемой частью любой качественной лампы или светильника на светодиодах является драйвер. Применительно к освещению, под понятием «драйвер» следует понимать электронную схему, которая преобразует входное напряжение в стабилизированный ток заданной величины. Функциональность драйвера определяется шириной диапазона входных напряжений, возможностью регулировки выходных параметров, восприимчивостью к перепадам в питающей сети и эффективностью.

От перечисленных функций зависят качественные показатели светильника или лампы в целом, срок службы и стоимость. Все источники питания (ИП) для светодиодов условно разделяют на преобразователи линейного и импульсного типа. Линейные ИП могут иметь узел стабилизации по току или напряжению. Часто схемы такого типа радиолюбители конструируют своими руками на микросхеме LM317. Такое устройство легко собирается и имеет малую себестоимость. Но, ввиду очень низкого КПД и явного ограничения по мощности подключаемых светодиодов, перспективы развития линейных преобразователей ограничены.

Импульсные драйверы могут иметь КПД более 90% и высокую степень защиты от сетевых помех. Их мощность потребления в десятки раз меньше мощности, отдаваемой в нагрузку. Благодаря этому они могут изготавливаться в герметичном корпусе и не боятся перегрева.

Первые импульсные стабилизаторы имели сложное устройство без защиты от холостого хода. Затем они модернизировались и, в связи с бурным развитием светодиодных технологий, появились специализированные микросхемы с частотной и широтно-импульсной модуляцией.

Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя

К сожалению, в конструкции дешёвых светодиодных ламп на 220В из Китая не предусмотрен ни линейный, ни импульсный стабилизатор. Мотивируясь исключительно низкой ценой готового изделия, китайская промышленность смогла максимально упростить схему питания. Называть её драйвером не корректно, так как здесь отсутствует какая-либо стабилизация.

В результате частые просадки сетевого напряжения приводит к мерцанию светодиодной лампы. И наоборот, завышенное напряжение сети вызывает необратимый процесс старения конденсатора с потерей ёмкости, а, иногда, становится причиной его разрыва. Стоит отметить, что еще одной, серьезной отрицательной стороной данной схемы является ускоренный процесс деградации светодиодов вследствие нестабильного тока питания.

Схема драйвера на CPC9909

Общие сведения

Американская компания Ixys наладила выпуск микросхемы CPC9909, предназначенной для управления светодиодными сборками и светодиодами высокой яркости. Драйвер на основе CPC9909 имеет небольшие габариты и не требует больших денежных вложений. ИМС CPC9909 изготавливается в планарном исполнении с 8 выводами (SOIC-8) и имеет встроенный стабилизатор напряжения.

Благодаря наличию стабилизатора рабочий диапазон входного напряжения составляет 12-550В от источника постоянного тока. Минимальное падение напряжения на светодиодах – 10% от напряжения питания. Поэтому CPC9909 идеальна для подключения высоковольтных светодиодов. ИМС прекрасно работает в температурном диапазоне от -55 до +85°C, а значит, пригодна для конструирования светодиодных ламп и светильников для наружного освещения.

Назначение выводов

Стоит отметить, что с помощью CPC9909 можно не только включать и выключать мощный светодиод, но и управлять его свечением. Чтобы узнать обо всех возможностях ИМС, рассмотрим назначение ее выводов.

1. VIN. Предназначен для подачи напряжения питания.
2. CS. Предназначен для подключения внешнего датчика тока (резистора), с помощью которого задаётся максимальный ток светодиода.
3. GND. Общий вывод драйвера.
4. GATE. Выход микросхемы. Подает на затвор силового транзистора модулированный сигнал.
5. PWMD. Низкочастотный диммирующий вход.
6. VDD. Выход для регулирования напряжения питания. В большинстве случаев подключается через конденсатор к общему проводу.
7. LD. Предназначен для задания аналогового диммирования.
8. RT. Предназначен для подключения время задающего резистора.

Схема и ее принцип работы

Типичное включение CPC9909 с питанием от сети 220В показано на рисунке. Схема способна управлять одним или несколькими мощными светодиодами или светодиодами типа High Brightness. Схему можно легко собрать своими руками даже в домашних условиях. Готовый драйвер не нуждается в наладке с учетом грамотного выбора внешних элементов и соблюдением правил их монтажа.

Расчет внешних элементов

Частотозадающий резистор

Длительность паузы выставляют внешним резистором R_T и определяют по упрощенной формуле:

t_паузы=R_T/66000+0,8 (мкс).

В свою очередь время паузы связано с коэффициентом заполнения и частотой:

t_паузы=(1-D)/f (с), где D – коэффициент заполнения, который представляет собой отношение времени импульса к периоду.

Рекомендованный производителем диапазон рабочих частот составляет 30-120 кГц. Таким образом, сопротивление R_T можно найти так: R_T=(t_паузы-0,8)*66000, где значение t_паузы подставляют в микросекундах.

Датчик тока

Номинал сопротивления R_S задает амплитудное значение тока через светодиод и рассчитывается по формуле: R_S=U_CS/(I_LED+0.5*I_{L пульс}), где U_CS – калиброванное опорное напряжение, равное 0,25В;

I_LED – ток через светодиод;

I_{L пульс} – величина пульсаций тока нагрузки, которая не должна превышать 30%, то есть 0,3*I_LED.

После преобразования формула примет вид: R_S=0,25/1.15*I_LED (Ом).

Мощность, рассеиваемая датчиком тока, определяется формулой: P_S=R_S*I_LED*D (Вт).

К монтажу принимают резистор с запасом по мощности 1,5-2 раза.

Дроссель

Как известно, ток дросселя не может измениться скачком, нарастая за время импульса и убывая во время паузы. Задача радиолюбителя в том, чтобы подобрать катушку с индуктивностью, обеспечивающей компромисс между качеством выходного сигнала и её габаритами. Для этого вспомним об уровне пульсаций, который не должен превышать 30%. Тогда потребуется индуктивность номиналом:

L=(US_LED*t_паузы)/ I_{L пульс}, где U_LED – падение напряжения на светодиоде (-ах), взятое из графика ВАХ.

Фильтр питания

В цепи питания установлены два конденсатора: С1 – для сглаживания выпрямленного напряжения и С2 – для компенсации частотных помех. Так как CPC9909 работает в широком диапазоне входного напряжения, то в большой ёмкости электролитического С1 нет нужды. Достаточно будет 22 мкФ, но можно и больше. Емкость металлопленочного С2 для схемы такого типа стандартная – 0,1 мкФ. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не менее 400В.

Однако, производитель микросхемы настаивает на монтаже конденсаторов С1 и С2 с малым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), чтобы избежать негативного влияния высокочастотных помех, возникающих при переключении драйвера.

Выпрямитель

Диодный мост выбирают, исходя из максимального прямого тока и обратного напряжения. Для эксплуатации в сети 220В его обратное напряжение должно быть не менее 600В. Расчетная величина прямого тока напрямую зависит от тока нагрузки и определяется как: I_AC=(π*I_LED)/2√2, А.

Полученное значение необходимо умножить на два для повышения надежности схемы.

Выбор остальных элементов схемы

Конденсатор C3, установленный в цепи питания микросхемы должен быть ёмкостью 0,1 мкФ с низким значением ESR, аналогично C1 и C2. Незадействованные выводы PWMD и LD также через C3 соединяются с общим проводом.

Транзистор Q1 и диод D1 работают в импульсном режиме. Поэтому выбор следует делать с учетом их частотных свойств. Только элементы с малым временем восстановления смогут сдержать негативное влияние переходных процессов в момент переключения на частоте около 100 кГц. Максимальный ток через Q1 и D1 равен амплитудному значению тока светодиода с учетом выбранного коэффициента заполнения: I_Q1=I_D1= D*I_LED, А.

Напряжение, прикладываемое к Q1 и D1, носит импульсный характер, но не более, чем выпрямленное напряжение с учетом емкостного фильтра, то есть 280В. Выбор силовых элементов Q1 и D1 следует производить с запасом, умножая расчетные данные на два.

Предохранитель (fuse) защищает схему от аварийного короткого замыкания и должен длительно выдерживать максимальный ток нагрузки, в том числе импульсные помехи.

I_FUSE=5*I_AC, А.

Установка терморезистора RTH нужна для ограничения пускового тока драйвера, когда фильтрующий конденсатор разряжен. Своим сопротивлением RTH должен защитить диоды мостового выпрямителя от пробоя в начальные секунды работы.

R_TH=(√2*220)/5*I_AC, Ом.

Другие варианты включения CPC9909

Плавный пуск и аналоговое диммирование

При желании CPC9909 может обеспечить мягкое включение светодиода, когда его яркость будет постепенно нарастать. Плавный пуск реализуется при помощи двух постоянных резисторов, подключенных к выводу LD, как показано на рисунке. Данное решение позволяет продлить срок службы светодиода.

Также вывод LD позволяет реализовывать функцию аналогового диммирования. Для этого резистор 2,2 кОм заменяют переменным резистором 5,1 кОм, тем самым плавно изменяя потенциал на выводе LD.

Импульсное димирование

Управлять свечением светодиода можно путем подачи импульсов прямоугольной формы на вывод PWMD (pulse width modulation dimming). Для этого задействуют микроконтроллер или генератор импульсов с обязательным разделением через оптопару.

Кроме рассмотренного варианта драйвера для светодиодных ламп, существуют аналогичные схемные решения от других производителей: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 и пр. Каждая из них имеет свои сильные и слабые места, но в целом, они успешно справляются с возложенной нагрузкой при сборке своими руками.

РадиоКот :: Сетевой драйвер мощного светодиода

Сетевой драйвер мощного светодиода

Здравствуйте уважаемые коты. Хочу представить вам схему, которая может использоваться для питания мощных светодиодов. В данной статье постараюсь показать и описать схему, объяснить методику правильной настройки работы с использованием осциллографа.

Покупал себе вот такой светодиод. (На фото я уже прикрутил его к радиатору для охлаждения)

Такие светодиоды есть различной мощности. Данный экземпляр 10W. Рекомендуемый производителем ток 1 Ампер, падение напряжения на нем от 10 до 12 вольт. Поэтому будем собирать импульсный источник питания, рассчитанный на поддержание тока через светодиод в пределах 1 Ампер и напряжение 12 вольт.

Эта же схема успешно может работать и как зарядное устройство для небольших аккумуляторов (к примеру, таких, которые используются в UPS). О том, что нужно изменить в данной схеме для использования ее в качестве зарядного устройства в конце статьи.

Приступим к изучению схемы

 Хотелось бы отметить, что эта схема (как и все обратноходовые блоки питания) не боится короткого замыкания на выходе. Ее можно использовать и как обычный блок питания, исключив их схемы шунт Ri, транзистор VT2, конденсатор C12 и резистор R12, поставив вместо шунта перемычку. И даже тогда схема не боится КЗ – все дело в том, что передача энергии в нагрузку происходит во время обратного хода (в это время силовой транзистор закрыт), а во время прямого хода (даже если на выходе короткое замыкание) ток через транзистор не превысит максимальный, так как микросхема KA3845 (UC3845…) следит за падением напряжения на истоковом резисторе ключа.

Принцип работы CC-CV (Constant current, constant voltage).

При включении в сеть ИИП (импульсный источник питания) с малой нагрузкой, напряжение на выходе будет равно 12 вольт (задается делителем на резисторах R10 и R11 в цепи управляемого стабилитрона VD6).

Ограничение выходного тока задается шунтом Ri. При превышении некоторого порога, падения напряжения на этом резисторе хватит для открытия транзистора VT2, который включен, как и TL431, в цепь оптопары PC817, при этом выходное напряжение уменьшается, а значит, уменьшается и ток. Таким образом, происходит стабилизация выходного тока. При сопротивлении резистора Ri 0,6 Ом выходной ток будет равен 1 амперу (на самом деле, возможно, потребуется подбор номинала, так как у деталей может быть отклонение от номинала).

И так вот она эта схема:

Транзистор VT2, на самом деле, не обязательно 2SC1815, просто такие очень часто используются в ATX блоках питания, а многие детали сняты именно с них.

Конденсатор C12 нужен для того, чтобы схема не реагировала на прикосновения к выходным проводам, этот номинал можно изменить – я подбирал минимальную емкость при которой данный эффект исчезает, можно использовать вплоть до 0.1мкФ, но желательно меньше.

Резистор R12 ограничивает ток базы транзистора VT2.

Приступим к изучению принципиальной схемы зарядного устройства.

По входу стоит предохранитель на 1 ампер (думаю, что его предназначение ясно), NTC резистор (для ограничения пускового тока, можно использовать любой с сопротивлением 5-10 Ом). При включении в сеть, пока заряжается конденсатор С1 после диодного моста VDS1, схема потребляет значительный ток, и чтобы его ограничить, нужен NTC резистор. Можно конечно поставить более мощный диодный мост, но это увеличивает габариты и стоимость. Диодный мост у меня RS206, опять же это не обязательно, можно применить любой на ток примерно 2А – ну чтоб с небольшим запасом.

Резистор R1 обеспечивает начальное напряжение питания микросхемы, после запуска она питается с дополнительной обмотки трансформатора. Смотрим на 4 и 8 вывод микросхемы – резистор R3 и конденсатор C5 задают частоту на выходе микросхемы (6 вывод) примерно 110 кГц, именно на нее рассчитываем трансформатор. Стабилитрон VD4 защищает нагрузку от перенапряжения при неисправности ОС (Обратной Связи).

В истоке силового транзистора VT1 стоит резистор R6 сопротивлением 2,2 Ома – о нем расскажу позже.

О цепочке RCD клампера (R7 C13 VD3) также расскажу попозже.

И теперь печатка.

Файл в формате программы Sprint Layout можно скачать в конце статьи.

Открываем нужный файл с помощью программы Sprint Layout 5.0, после открытия можно распечатать печатную плату для повторения конструкции. Маленькая подсказка: При наведении курсором мыши на детали всплывают их номиналы. Размер платы 70мм на 45мм.

Расчет трансформатора велся программой уважаемого Старичка (Starichok51), а именно Денисенко Владимира, его программы есть на форуме. Хочу поблагодарить Владимира за огромную помощь в написании статьи!
Ссылка на тему Программы расчета трансформаторов и дросселей

Для дальнейшей работы нам понадобится программа Flyback с первой страницы темы, поэтому скачиваем ее.

Скриншот расчета трансформатора

Трансформатор – сердечник EE19 (Такие сердечники во многих АТХ блоках имеются, нужно его разобрать и перемотать).

Методов для разбора трансформатора несколько:

Кипячение – опускаем трансформатор в чайник и кипятим, вытаскиваем, пробуем разобрать, если сердечник еще не расклеивается, то процедуру повторяем. Нужно добиться размягчения клея, которым склеены половинки сердечника. При расклеивании не спешим – если не поддается, то сильно ковырять не стоит, так как феррит очень хрупкий.

Замачивание – нужно опустить сердечник в емкость и залить ацетоном, желательно герметичную емкость, чтобы меньше запаха было. Остается ждать — лучше оставлять на ночь, чтобы точно расклеился.

Микроволновка – некоторые разбирают трансформатор, положив его в микроволновку и включив на несколько секунд для разогрева (при этом желательно, чтобы еще стакан с водой рядом был), потом вытаскивают и пробуют разобрать.

P/s метод разборки трансформатора с помощью микроволновки я бы не рекомендовал, есть возможность сжечь ее. Хотя такой метод тоже описывают в интернете и пишут, что проблем нет. Я же его тут указал, чтобы коллекция была полной.

Трансформатор разобрали, теперь нужно намотать под необходимые нужды. Для этого берем программу расчета трансформатора для обратноходового ИИП, называется Flyback – ссылку на тему, где можно скачать смотреть выше.

В программе нужно выбрать необходимый сердечник и указывать

минимальное и максимальное напряжение в сети.

Частота преобразования – я указал 110 кГц (задается резистором R3 и конденсатором С5), Отраженное напряжение — можно так и оставить 125 вольт

Максимальное допустимое напряжение на ключе – смотрим даташит на имеющийся транзистор, значение Vdss

Сопротивление канала Rds(on) — смотрим даташит на имеющийся транзистор, значение Rds(on)

Плотность тока – я поставил 5А/мм2 (это значение зависит от условий охлаждения и размеров сердечника. При естественном охлаждении следует выбирать 4-6А/мм2. Если есть искусственная вентиляция, то можно задавать выше, до 8-10А/мм2. Следует учитывать что для маленьких сердечников можно задавать плотность тока выше, а для больших – меньше. Зависит от условия охлаждения обмоток, в больших сердечниках условия охлаждения хуже, поэтому плотность тока нужно выбирать ниже).

Неразрывность тока – лучше задавать равное 0, это соответствует разрывному току.

Диаметр провода первичной обмотки – если поставить галочку “Использовать диаметры проводов”, то при расчете программа будет опираться на данное значение. Сначала эту галочку лучше не ставить, чтобы программа сама рекомендовала диаметр провода. А потом можно подобрать из имеющихся проводов подходящие диаметры взамен рекомендованных.

Вторичные обмотки

Указываем необходимое напряжение, ток, падение напряжение на диоде.

В моем случае:

выходная обмотка питания 12 вольт, 1 ампер, 0,8 вольт

обмотка питания микросхемы 15 вольт, 0,01ампер, 0,8 вольт

При нажатии кнопки Рассчитать программа выдает нам следующие данные:

Первичная обмотка — 136 витков проводом 0,18 мм одна жила,

Вторичная обмотка – 14 витков проводом 0,35 мм три жилы (мотается сразу тремя проводами указанного диаметра)

Обмотка питания микросхемы — 18 витков проводом 0,07 мм в одну жилу

Диаметр провода можно выбрать немного больше — главное, чтобы при намотке все обмотки поместились в окно сердечника. Программа показывает Коэффициент заполнения окна, при значении до 0,3 провод должен поместиться в окно, но все зависит от того, как будете мотать трансформатор. Витки нужно укладывать плотно, виток к витку. Если мотать не очень аккуратно, то провод может не поместиться, поэтому тут только тренировка…

Чтобы была как можно меньше индуктивность рассеяния, с которой потом придется бороться с помощью RCD клампера, мотать трансформатор нужно так: половина первички, вторичка, обмотка питания микросхемы, вторая половина первички. Не забываем про межслойную изоляцию. После намотки нужно выставить зазор сердечника (Если сердечник с зазором по центральному керну, то зазор нужен не менее 0,3 мм – в скриншоте указано, если без зазора в центральном керне, то нужно выставить зазор 0,15 мм по крайним). Самое идеальное решение при подборе зазора – измерять индуктивность первички, и зазором подогнать необходимую величину индуктивности. Не путаем начала и концы обмоток (отмечены точками), для этого нужно мотать все обмотки в одну сторону.

Конденсатор фильтра питания 22мкФ, рекомендованное значение программа расчета также выдает.

Резистор в истоке силового транзистора, по схеме 2,2 Ома – это соответствует току через транзистор 0,45А. Сопротивление резистора = 1 / Амплитуда тока транзистора, (амплитуду смотрим по программе расчета). Если нет подходящего номинала резистора (при условии что будете делать расчет под свои нужды), то можно взять чуть меньше, но сильно не занижаем – помним, что этот резистор ограничивает ток через ключ и его нельзя превышать.

Силовой транзистор VT1 –полевик 2N60, можно применить и другие подходящие по параметрам. Я снимал его также с блока АТХ (в дежурке стоят… иногда там используются биполярники – ищем даташит на имеющийся транзистор, чтобы не воткнуть нечаянно биполярник в эту схему)

Обратная связь – оптопара. У меня pc817 – думаю, найти такую нет проблем.

Выходной диод шотки или любой быстродействующий, рассчитанный на ток выше чем максимально потребляемый нагрузкой и обратным напряжением равным или выше чем Ud обрат. (смотрим в программе расчета). В данной схеме можно использовать что-нибудь типа MBR3100, MBR1660 и т.п. – смотреть, что есть в продаже или в наличии.

Вот мы и намотали и запаяли трансформатор, теперь возьмемся за RCD клампер.

В программе расчета из меню можно вызвать вспомогательную программу расчета RCD клампера.

или

Верхний рисунок в положении переключателя Амплитуда выброса, нижний рисунок в положении Емкость конденсатора.

Остановимся подробнее на полях программы.

Отраженное напряжение – берем из результатов расчета трансформатора

Амплитуда выброса – желаемое напряжение выброса от энергии, запасенной в индуктивности рассеяния первичной обмотки, над отраженным напряжением

  С правой стороны можно поставить галочку для расчета емкости клампера по заданной амплитуде выброса либо расчет амплитуды выброса по заданной емкости. Амплитуду выброса можно выбирать 100-110 вольт.

Амплитуда тока – амплитуда тока в первичной обмотке, берем из результатов расчета трансформатора

Частота преобразования – лучше вводить реальную частоту преобразования, а не расчетную (при отсутствии возможности измерить частоту можно подставить расчетную, но тогда расчет может быть не совсем точный)

Индуктивность рассеяния – индуктивность рассеяния первичной обмотки, либо измеряем при закорачивании ВСЕХ вторичных обмоток, либо пользуемся предварительными расчетами по периодам свободных колебаний

Эквивалентная емкость — это сумма нескольких емкостей: выходная емкость ключа, емкость первичной обмотки, емкость монтажа, в общем все емкости, которые участвуют в колебательном процессе.

При нажатии кнопки Рассчитать, программа выдаст нам либо емкость конденсатора, сопротивление резистора и мощность рассеиваемую на нем, марку “медленного” диода и сопротивление резистора и мощность рассеиваемую на нем при использовании “быстрого” диода, либо те же данные, но с указанием в результатах амплитуды выброса (Зависит от положения переключателя)

Далее рассмотрим нижнюю часть подпрограммы расчета.

Расчет эквивалентной емкости и индуктивности рассеяния

Индуктивность L1 – полная индуктивность первичной обмотки трансформатора

Период колебаний по L1 – период свободных колебаний по полной индуктивности первичной обмотки после окончания передачи энергии. Эти свободные колебания можно увидеть только в режиме разрывного тока

Период колебаний по Ls — период свободных колебаний по индуктивности рассеяния первичной обмотки. Этот период следует измерять на том участке, где уже нет клампинга этих колебаний. (На осциллограмме покажу, что это значит)

При нажатии кнопки Рассчитать, программа выдаст нам Индуктивность рассеяния и Эквивалентную емкость. Если выбрать галочку автоперенос результатов в основной расчет, то эти значения автоматом подставятся в необходимые поля.

Важное замечание: Величины емкости и сопротивления, которые выдает подпрограмма расчета RCD клампера, могут немного отличаться от действительно необходимых величин для правильной настройки работы клампера. Емкость конденсатора программа рассчитывает довольно таки точно. Если нет необходимого номинала, то можно взять ближайший номинал из стандартного ряда, а вот с резистором все равно придется поработать.

Ну а теперь приступим к изучению осциллограмм, чтобы представлять, что мы должны видеть на приборе и знать, что означает каждая часть осциллограмм для правильной настройки ИИП.

Фото осциллограмм…

Сначала одно важное замечание: все измерения осциллографом проводить относительно плюса питания, чтобы пульсации напряжения на сетевом выпрямителе не размазывали картинку.

Чтобы правильно рассчитать и увидеть хорошую осциллограмму нам нужно измерить реальную частоту, на которой работает ИИП.

Вот что у нас получилось с реальной частотой:

На осциллографе положение переключателя 2мкс. В клетке 5 делений, значит одно деление 0,4мкс. Период колебаний почти 27 делений, итого 10,8 мкс. Частота в герцах равна единице, деленой на полученное значение в секундах.
10,8мкс/1 000 000 = 0,0000108 сек. Значит частота = 1/0,0000108 = примерно 92,6кГц

92,6кГц  — запоминаем

Теперь нам еще нужно узнать Период колебаний по L1 – период свободных колебаний по полной индуктивности первичной обмотки. Для более точного измерения я переключил осциллограф в положение 1мкс_100v/дел и измеряем на стоке полевика.

Смотрим следующий рисунок

1,8мкс – запоминаем

Период колебаний по Ls — период свободных колебаний по индуктивности рассеяния. Для измерения этого периода пришлось еще растянуть шкалу, я переключил осциллограф в положение 0,2мкс_100v/дел и измерил этот период на стоке полевика.

0,28мкс – запоминаем

Вводим частоту и периоды колебаний в подпрограмму расчета RCD клампера. И видим, что нам предлагает программа. Конденсатор C13 нужен 463пФ — я поставил 470пФ, резистор R7 нужен 131кОм – у меня стоит 150кОм. Отличие настройки клампера от расчетов объясняется приближенностью расчетов. В первую очередь, приближенной оценкой мощности, возвращаемой через «медленный» диод.

на стоке полевого транзистора (осциллограф в режиме 5мкс 100V_дел)

на конденсаторе RCD клампера (осциллограф в режиме 5мкс 100V_дел)

На истоке (осциллограф в режиме 2мкс 1V_дел)

Общая картина видна, теперь для более точного измерения будем растягивать шкалу

Осциллограф в режиме 2мкс 100V_дел

Уровень отраженного напряжения

Выброс над отраженным напряжением

Уровень отраженного напряжения по верхним осциллограммам, снятых на стоке полевого транзистора, примерно 125 вольт. Выброс над отраженным примерно 100 вольт. При правильном подборе RCD клампера выброс над отраженным напряжением, снятым на стоке, и на клампере будет одинаков и уровень, до которого разряжается конденсатор (нижний рисунок) должен доходить до полки отраженного напряжения (смотрим осциллограмму выше – отметка уровень отраженного напряжения)

У нас это условие выполняется, значит, можно считать, что ИИП собран и настроен на оптимальный режим работы!

Ну и несколько фотографий собранной платы:

Путем расчета трансформатора и некоторых деталей данную схему можно применить и для других целей. А именно: можно использовать как маломощный блок питания или как зарядное устройство для небольших аккумуляторов с UPS. 

В виду того, что вышла новая версия программы расчета обратноходовых источников питания flyback 7.0 у многих пользователей начались проблемы с расчетом RCD клампера. Причина одна — оставляют пустым поле остаток напряжения после выброса, чтобы таких вопросов не возникало прилагаю следующую осциллограмму

На ней я пометил на уже существующей осциллограмме уровень остаток напряжения после выброса. Осциллограф в режиме 2мкс 100V_дел — считаем: указанная линия примерно 145 вольт, уровень отраженного напряжения примерно 125 вольт, значит для того чтобы узнать остаток напряжения после выброса нужно от 145 вольт вычесть 125 вольт = 20 вольт, вот именно это значение и вводим в поле остаток напряжения после выброса.
А теперь смотрим, что получилось:
В программу расчета Flyback 7.0 я ввел те же значения, что и в младшей версии программы. По расчетам отличий нет (незначительные есть, но они никак не влияют в целом на конструкцию)

Теперь вводим все необходимые данные в расчет RCD клампера

что мы видим? А видим то, что номинал резистора клампера даже еще ближе к установленному мной в данной конструкции!
Хотелось бы еще раз сказать огромное Спасибо Владимиру за его программы!!!
Всем Спасибо и удачи в построении импульсных источников питания!

Продолжение следует (ждем подробную статью по сборке зарядного устройства)

Файлы:
01_pre.jpg Фото светодиода
21_pre.jpg фото 4
19_pre.jpg фото 1
20_pre.jpg фото 2
02_pre.jpg Схема
14_pre.jpg исток
15_pre.jpg клампер 2мкс 100V_дел
13_pre.jpg клампер
16_pre.jpg Уровень отраженного напряжения
08_pre.jpg измерение реальной частоты
05_pre.jpg Скриншот расчета
11_pre.jpg Период колебаний по Ls
10_pre.jpg Период колебаний по L1
08_pre.jpg измерение реальной частоты
12_pre.jpg сток полевого транзистора
17_pre.jpg Выброс над отраженным напряжением
18_pre.jpg выброс и разряд
04_pre.jpg Печатка
02_pre.jpg Схема
06_pre.jpg переключатель в положении Амплитуда выброса
07_pre.jpg переключатель в положении Емкость конденсатора
Печатная плата

Все вопросы в Форум.

Драйвер для мощного светодиода своими руками, LED driver 30w схема

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

1. светодиодный драйвер со стабилизированным током;
2. блок питания со стабилизированным напряжением.

В первом варианте применяется специализированный источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

• снижение напряжения на одном LED;
• номинальный рабочий ток;
• количество LED в цепи;
• количество вольт на выходе блока питания.

Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены. Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

1. простая на гасящем конденсаторе;
2. полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную мощность.

Светодиодные драйверы для авто

Светодиодные драйверы для авто — этот материал для тех, кому уже порядком поднадоело заниматься выпаиванием резисторов из светодиодной ленты класса SMD, в случае их выхода из строя. А это, как показывает практика, происходит очень часто. И вот встает вопрос, что можно сделать, чтобы избавиться от этого трудоемкого процесса? Какое сконструировать устройство, чтобы оно являлось надежным и в то же время самым простым вариантом для обеспечения светодиодов напряжением питания.

Если взять 12 вольтовые лампы MR16 — не подойдут, так как создают ощутимые помехи в радио эфире. Использовать стабилизатор тока на lm317 для мощных светодиодов, тоже не подойдет из-за технической сложности, то есть для него требуется сторонний ограничительный резистор по току. Ну а воспользоваться просто мощным резистором, такой вариант совсем отпадает, поскольку значение тока непосредственно зависит от напряжения в бортовой сети автомобиля. И вот после некоторого отчаяния от неопределенности, хорошие люди подсказали — светодиодный линейный драйвер NSI45030AT1G.

Вот их внешний вид

А это их компактные размеры

По габаритам похожи на SMD-резисторы

Цифры находящиеся в конце маркировки обозначают ток. Для примера: драйвер NSI50350AST3G обеспечивает постоянным током 360 мА в независимости от действующего напряжения в бортовой сети автомобиля. Отличительная особенность — способны работать в параллельном включении. Как известно, при параллельном соединении значение рабочего тока прибавляется. Вам необходим рабочий ток в 1А?

Включите параллельно три регулятора постоянного тока NSI50350 для управления светодиодами . Результат будет такой: 350+350+350 =1050мА

Если вам необходимо построить устройство с маленьким током потребления, то тогда нужно воспользоваться компонентами с различными номиналами: NSI50010YT1G – 10 мА, NSI45015WT1G – 15 мА NSI45020AT1G – 20мА, NSI45030AT1G — 30 мА.

Вот с ними можете экспериментировать, то-есть подгонять под нужные вам токи и не вспоминайте больше про резисторы. В популярной литературе про приборы NSI, вот что пишут:

Светодиодные драйверы для авто и в частности всей линейки NSI-устройства и их особенностей, то это простейшие с высокой надежностью электронные элементы, предназначенные для регулировки потребляемого светодиодами тока, имеющие высокоэффективный отвод тепла от теплоотвода и не большую стоимость. Как драйвер в цепи светодиода микросхема в основном направлена для модулей освещения в автомобилях. Регулятор управления реализован на базовых принципах технологического решения SBT, что гарантирует стабильный ток в большом спектре входящих напряжений. Защиту светодиода от температурной составляющей при высоких значениях напряжениях и тока, осуществляет установленный в тракте регулировки тока терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Также в регулирующем тракте имеется защита от импульсных скачков напряжения.

Следовательно, вопрос: где их можно задействовать? Для подсветки щитка приборов? Подсветка номерного знака? Габаритные огни авто? Да, именно там они будут очень эффективно полезны.
В общем приобретаем стабилизаторы:

NSI45030AT1G – 30 мА.

Светодиоды

LEMWS59R80HZ2D00.h2X, 5630, 5000K Производитель: LG INNOTEK

полоска фольгированного алюминия

Подготавливаем прозрачную пленку Lomond, которую можно использовать для печати различных изображений, фоторезист и для травления — хлорное железо. Конечно можно изготовить плату методом прорезки дорожек, как вам будет удобнее.

Изготавливаем половинки

Нужны хорошо наточенные ножницы

Где-то добываем вышедшие из строя светодиодные лампы W5W

Извлекаем пластиковый цоколь W5W

Делаем точную разметку, что резать

Здесь нужно убрать все лишнее, чтобы плата свободно заходила в цоколь

Гравер

Делаем плату с размером цоколя

Готовим паяльную пасту

С помощью шприца наносим пасту на контактные площадки и сажаем на плату светодиоды с драйверами

Здесь нужно заметить, что в схеме имеется две NSI45030AT1G, а поэтому на обеих зеркальных половинках ток будет по 60 мА
Затем помещаем плату на хорошо разогретый утюг

И как только паяльная паста оплавит выводы деталей сразу же снимаем плату с утюга

Затем нужно будет облудить провод от сетевого кабеля

и припаять отрезки провода к контактным площадкам половинок

в цоколе

я сделал отверстия сбоку, через них пройдут выводы

поместил половинки в цоколи

перед этим я убрал все остатки канифоли с платы

а затем уже одел цоколи

выводы сделал короче, на нужную длину

выводы между собой не скручивал

выводы аккуратно загнул

Теперь все, сборка закончена, сейчас будем проверять.

Яркость свечения мощнее нежели у лампочки W5W. Проработала больше часа, замерил температуру — было около 50 градусов

В этой статье вобще-то не было целью создать источник света с яркостью большей, чем у аналогичной лампы накаливания. Речь шла именно об приборах NSI, при использовании которых не потребуются резисторы.

Необходимые материалы и инструменты

Для того, чтобы собрать самодельный драйвер, потребуются:

• Паяльник мощностью 25-40 Вт. Можно использовать и большей мощности, но при этом возрастает опасность перегрева элементов и выхода их из строя. Лучше всего использовать паяльник с керамическим нагревателем и необгораемым жалом, т.к. обычное медное жало довольно быстро окисляется, и его приходится чистить.
• Флюс для пайки (канифоль, глицерин, ФКЭТ, и т.д.). Желательно использовать именно нейтральный флюс, — в отличие от активных флюсов (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк и др.), он со временем не окисляет контакты и менее токсичен. Вне зависимости от используемого флюса после сборки устройства его лучше отмыть с помощью спирта. Для активных флюсов эта процедура является обязательной, для нейтральных — в меньшей степени.
• Припой. Наиболее распространенным является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Бессвинцовые припои менее вредны при вдыхании паров во время пайки, но обладают более высокой температурой плавления при меньшей текучести и склонностью к деградации шва со временем.
• Небольшие плоскогубцы для сгибания выводов.
• Кусачки или бокорезы для обкусывания длинных концов выводов и проводов.
• Монтажные провода в изоляции. Лучше всего подойдут многожильные медные провода сечением от 0.35 до 1 мм2.
• Мультиметр для контроля напряжения в узловых точках.
• Изолента или термоусадочная трубка.
• Небольшая макетная плата из стеклотекстолита. Достаточно будет платы размерами 60х40 мм.

Макетная плата из текстолита для быстрого монтажа

Схема простого драйвера для светодиода 1 Вт

Одна из самых простых схем для питания мощного светодиода представлена на рисунке ниже:

Как видно, помимо светодиода в нее входят всего 4 элемента: 2 транзистора и 2 резистора.

В роли регулятора тока, проходящего через led, здесь выступает мощный полевой n-канальный транзистор VT2. Резистор R2 определяет максимальный ток, проходящий через светодиод, а также работает в качестве датчика тока для транзистора VT1 в цепи обратной связи.

Чем больший ток проходит через VT2, тем большее напряжение падает на R2, соответственно VT1 открывается и понижает напряжение на затворе VT2, тем самым уменьшая ток светодиода. Таким образом достигается стабилизация выходного тока.

Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения 9 — 12 В, ток не менее 500 мА. Входное напряжение должно быть минимум на 1-2 В больше падения напряжения на светодиоде.

Резистор R2 должен рассеивать мощность 1-2 Вт, в зависимости от требуемого тока и питающего напряжения. Транзистор VT2 – n-канальный, рассчитанный на ток не менее 500 мА: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 – любой маломощный биполярный npn: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 и т.д. R1 – мощностью 0.125 — 0.25 Вт сопротивлением 100 кОм.

Ввиду малого количества элементов, сборку можно производить навесным монтажом:

Еще одна простая схема драйвера на основе линейного управляемого стабилизатора напряжения LM317:

Здесь входное напряжение может быть до 35 В. Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле:

R=1,2/I

где I – сила тока в амперах.

В этой схеме на LM317 будет рассеиваться значительная мощность при большой разнице между питающим напряжением и падением на светодиоде. Поэтому ее придется разместить на небольшом радиаторе. Резистор также должен быть рассчитан на мощность не менее 2 Вт.

Более наглядно эта схема рассмотрена в следующем видео:

Здесь показано, как подключить мощный светодиод, используя аккумуляторы напряжением около 8 В. При падении напряжения на LED около 6 В разница получается небольшая, и микросхема нагревается несильно, поэтому можно обойтись и без радиатора.

Обратите внимание, что при большой разнице между напряжением питания и падением на LED необходимо ставить микросхему на теплоотвод.

Схема мощного драйвера с входом ШИМ

Ниже показана схема для питания мощных светодиодов:

Драйвер построен на сдвоенном компараторе LM393. Сама схема представляет собой buck-converter, то есть импульсный понижающий преобразователь напряжения.

Особенности драйвера

• Напряжение питания: 5 — 24 В, постоянное;
• Выходной ток: до 1 А, регулируемый;
• Выходная мощность: до 18 Вт;
• Защита от КЗ по выходу;
• Возможность управления яркостью при помощи внешнего ШИМ сигнала (интересно будет почитать, как регулировать яркость светодиодной ленты через диммер).

Принцип действия

Резистор R1 с диодом D1 образуют источник опорного напряжения около 0.7 В, которое дополнительно регулируется переменным резистором VR1. Резисторы R10 и R11 служат датчиками тока для компаратора. Как только напряжение на них превысит опорное, компаратор закроется, закрывая таким образом пару транзисторов Q1 и Q2, а те, в свою очередь, закроют транзистор Q3. Однако индуктор L1 в этот момент стремится возобновить прохождение тока, поэтому ток будет протекать до тех пор, пока напряжение на R10 и R11 не станет меньше опорного, и компаратор снова не откроет транзистор Q3.

Пара Q1 и Q2 выступает в качестве буфера между выходом компаратора и затвором Q3. Это защищает схему от ложных срабатываний из-за наводок на затворе Q3, и стабилизирует ее работу.

Вторая часть компаратора (IC1 2/2) используется для дополнительной регулировки яркости при помощи ШИМ. Для этого управляющий сигнал подается на вход PWM: при подаче логических уровней ТТЛ (+5 и 0 В) схема будет открывать и закрывать Q3. Максимальная частота сигнала на входе PWM — порядка 2 КГц. Также этот вход можно использовать для включения и отключения устройства при помощи пульта ДУ.

D3 представляет собой диод Шоттки, рассчитанный на ток до 1 А. Если не удастся найти именно диод Шоттки, можно использовать импульсный диод, например FR107, но выходная мощность тогда несколько снизится.

Максимальный ток на выходе настраивается подбором R2 и включением или исключением R11. Так можно получить следующие значения:

• 350 мА (LED мощностью 1 Вт): R2=10K, R11 отключен,
• 700 мА (3 Вт): R2=10K, R11 подключен, номинал 1 Ом,
• 1А (5Вт): R2=2,7K, R11 подключен, номинал 1 Ом.

В более узких пределах регулировка производится переменным резистором и ШИМ – сигналом.

Сборка и настройка драйвера

Монтаж компонентов драйвера производится на макетной плате. Сначала устанавливается микросхема LM393, затем самые маленькие компоненты: конденсаторы, резисторы, диоды. Потом ставятся транзисторы, и в последнюю очередь переменный резистор.

Размещать элементы на плате лучше таким образом, чтобы минимизировать расстояние между соединяемыми выводами и использовать как можно меньше проводов в качестве перемычек.

При соединении важно соблюдать полярность подключения диодов и распиновку транзисторов, которую можно найти в техническом описании на эти компоненты. Также диоды можно проверить с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления: в прямом направлении прибор покажет значение порядка 500-600 Ом.

Для питания схемы можно использовать внешний источник постоянного напряжения 5-24 В или аккумуляторы. У батареек 6F22 («крона») и других слишком маленькая емкость, поэтому их применение нецелесообразно при использовании мощных LED.

После сборки нужно подстроить выходной ток. Для этого на выход припаиваются светодиоды, а движок VR1 устанавливается в крайнее нижнее по схеме положение (проверяется мультиметром в режиме «прозвонки»). Далее на вход подаем питающее напряжение, и вращением ручки VR1 добиваемся требуемой яркости свечения.

Список элементов:

Первые две из рассмотренных схем очень просты в изготовлении, но они не обеспечивают защиты от короткого замыкания и обладают довольно низким КПД. Для долговременного использования рекомендуется третья схема на LM393, поскольку она лишена этих недостатков и обладает более широкими возможностями по регулировке выходной мощности.

ДРАЙВЕР ДЛЯ МОЩНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ МАТРИЦ 10 — 100W схема — Самоделки

ДРАЙВЕР ДЛЯ МОЩНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ МАТРИЦ  10 — 100W

    В последнее время мощные сверхяркие светодиоды в качестве источников света всё больше завоевывают рынок, вытесняя лампы накаливания и энергосберегающие люминесцентные лампы,  Тому есть несколько причин: малое энергопотребление, большой срок  службы, небольшие габариты, безопасность, удобство монтажа.  Мощные светодиоды выпускаются как с одиночным кристаллом, так и  с несколькими, расположенными на одной подложке.  Из-за нелинейной вольтамперной характеристики питание светодиодов осуществляется только стабильным током, величиной, определяемой паспортными данными прибора.  Устройство, обеспечивающее стабильный ток питания нагрузки, обычно называют драйвером.  Основные требования к драйверу:  высокий коэффициент полезного действия, надёжность, стабильность выходного тока независимо от напряжения питания.  Чаще всего схемотехника драйверов основана на использовании импульсных схем с использованием накопительного дросселя, ключевого элемента и схемы управления ключевым элементом, работающим на частоте 30 -100 кГц.  Если рабочее напряжение светодиода ниже напряжения источника питания, в схеме драйвера светодиод подключается последовательно с дросселем и ключевым элементом (наиболее распространённая ситуация), а если на светодиод требуется подать напряжение выше, чем у источника питания —  используется схема с накопительным дросселем, ток через который прерывается с высокой скоростью, что вызывает появление всплесков  напряжения в десятки раз выше питающего.  Повышенное напряжение  подаётся на светодиод, ток в цепи которого контролируется и используется для регулирования выходного напряжения.  Драйверы для питания низковольтных светодиодов от  источников напряжения  90 — 240 В широко распространены и доступны,  схемотехника достаточно освещена  в различных публикациях, в драйверах часто используются специализированные микросхемы, обеспечивающие минимальное количество внешних элементов.   В случае, когда несколько последовательно соединённых светодиодов или многокристальная светодиодная матрица подключается к  источнику с меньшим напряжением  схема  незначительно изменяется. На рисунке  показана схема такого драйвера для светодиодной матрицы с напряжением около 32В и рабочим током 350 мА.

    Основными элементами в схеме являются: накопительный дроссель L1, ключевой транзистор VT1  и микросхема задающего генератора DA1.  Микросхема обеспечивает импульсы с короткими фронтами для управления транзистором VT1, что позволяет  получить на стоке транзистора всплески напряжения до 50В  (зависит от параметров дросселя, транзистора и крутизны фронтов управления). Ток на сборку светодиодов поступает через токоизмерительный резистор R7.  При достижении тока 0,35А  напряжение на R7 составляет 0,7В, транзистор VT2 открывается и обеспечивает прерывание импульсов запуска. При снижении тока импульсы запуска транзистора VT1 появляются вновь, обеспечивая стабилизацию тока на нагрузке.  Резисторы R3, R4  служат для ограничения выходного напряжения на выходе при отключении нагрузки, предотвращая выход из строя электронных компонентов.

    В схеме можно использовать подходящие дроссели, намотанные проводом 0,3 … 1,0 мм на стержневых ферритовых сердечниках (несколько хуже на ферритовых кольцах), имеющие индуктивность 40 — 200 мкГн.  Габариты дросселя определяются требуемой мощностью нагрузки.  В качестве транзистора VT1  можно использовать n-канальные полевые транзисторы, имеющие небольшую ёмкость затвор-исток,  ток стока  5 -30А и максимальное напряжение стока свыше 55В.  Конденсаторы С2, С4 должны иметь низкое внутренне сопротивление для обеспечения большого импульсного тока через дроссель L1,  желательно использовать танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа.  Недостаток схемы — сильная зависимость работы схемы от параметров дросселя и полевого транзистора.

     У автора возникла необходимость переделать распространённые Китайские светодиодные прожекторы с напряжением питания 90 -240 В  на напряжение 12 В.  В прожекторах используются светодиодные матрицы 10 — 100 Вт с рабочим напряжением 32-34 В (матрица из 9 кристаллов).  Поиски готовых драйверов в торговой сети не привели к успеху — найденное подходило только для низковольтных светодиодов.  Из-за  большой требуемой мощности  и  условия некритичности к типу  используемых элементов  схема драйвера была несколько доработана.  В качестве задающего генератора использована распространённая микросхема MC33063AP1, имеющая более чувствительный вход обратной связи по току (1,2 В вместо 2,5 В у предыдущей схемы).  Для формирования запускающих импульсов с короткими фронтами  для  полевого транзистора используется микросхема- драйвер TLP250,  часто используемая  в различных преобразователях и источниках бесперебойного питания для управления мощными полевыми или IGBT транзисторами.  Использование этого драйвера позволило использовать практически любые  мощные полевые транзисторы, например IRF8010, что позволяет легко получить мощность на выходе 100 Вт и более. 

В качестве дросселя L1  использовались готовые катушки  диаметром 15 мм, намотанные на стержневых ферритовых сердечниках от старых мониторов проводом 0,8 — 1,2 мм.   Индуктивность катушек  должна составлять 40 — 160 мкГн. Чем выше индуктивность, тем ниже может быть рабочая частота задающего генератора.  При индуктивности 40 мкГн она должна быть около 100 кГц, а  160 мкГн — 30 кГц. Ток нагрузки определяется сопротивлением резистора R4.  На нём всегда падает 1,25 В.  Сопротивление этого резистора подсчитывается по формуле:  R (Ом) = 1,25 / I нагрузки (А).  Резисторы R2, R3  и стабилитрон VD2  служат для ограничения выходного напряжения на уровне 50В при отключении нагрузки, в противном случае напряжение на выходе может достигнуть 100 В и более.

   Схема имеет высокий КПД, достигающий 88%, поэтому нагрев элементов минимальный. Радиатор транзистору VT1 не требуется, достаточно охлаждения на печатную плату (см. снимок и чертёж печатной платы). 

Схема может использоваться для питания цепочек светодиодов или светодиодных матриц с рабочим напряжением 15 — 50 В.  При  иной нагрузке и выходном напряжении необходимо пересчитать  сопротивление R4, а также соотношение резисторов R2, R3.  Может потребуется замена диода VD1 на более мощный. 

   Правильно собранная схема начинает работать сразу.  Если нет уверенности в исправности элементов или правильности монтажа, вначале вместо светодиодов подключают  нагрузочный резистор с таким расчётом, чтобы при нормальном режиме ток через него и напряжение совпадали с рабочими параметрами светодиода.  В случае использования 10W светодиодных матриц  с рабочим напряжением 32В и током 0,35 А  резистор должен быть сопротивлением примерно 100 Ом и мощностью 10Вт.  Плату подключают к блоку питания через ограничительный резистор с сопротивлением 3 .. 5 Ом. Убедившись, что всё работает нормально и ток потребления не превышает расчётного, резистор отключают.

Источник http://kravitnik.narod.ru/other/leddr1.html

Универсальный драйвер для светодиодов. Мощные светодиоды: схемы драйверов

Неотъемлемой частью любой качественной лампы или светильника на светодиодах является драйвер. Применительно к освещению, под понятием «драйвер» следует понимать электронную схему, которая преобразует входное напряжение в стабилизированный ток заданной величины. Функциональность драйвера определяется шириной диапазона входных напряжений, возможностью регулировки выходных параметров, восприимчивостью к перепадам в питающей сети и эффективностью.

От перечисленных функций зависят качественные показатели светильника или лампы в целом, срок службы и стоимость. Все источники питания (ИП) для светодиодов условно разделяют на преобразователи линейного и импульсного типа. Линейные ИП могут иметь узел стабилизации по току или напряжению. Часто схемы такого типа радиолюбители конструируют своими руками на микросхеме LM317. Такое устройство легко собирается и имеет малую себестоимость. Но, ввиду очень низкого КПД и явного ограничения по мощности подключаемых светодиодов, перспективы развития линейных преобразователей ограничены.

Импульсные драйверы могут иметь КПД более 90% и высокую степень защиты от сетевых помех. Их мощность потребления в десятки раз меньше мощности, отдаваемой в нагрузку. Благодаря этому они могут изготавливаться в герметичном корпусе и не боятся перегрева.

Первые импульсные стабилизаторы имели сложное устройство без защиты от холостого хода. Затем они модернизировались и, в связи с бурным развитием светодиодных технологий, появились специализированные микросхемы с частотной и широтно-импульсной модуляцией.

Схема питания светодиодов на основе конденсаторного делителя

К сожалению, в конструкции дешёвых светодиодных ламп на 220В из Китая не предусмотрен ни линейный, ни импульсный стабилизатор. Мотивируясь исключительно низкой ценой готового изделия, китайская промышленность смогла максимально упростить схему питания. Называть её драйвером не корректно, так как здесь отсутствует какая-либо стабилизация. Из рисунка видно, что электрическая схема лампы рассчитана на работу от сети 220В. Переменное напряжение понижается RC-цепочкой и поступает на диодный мост. Затем выпрямленное напряжение частично сглаживается конденсатором и через токоограничивающий резистор поступает на светодиоды. Данная схема не имеет гальванической развязки, то есть все элементы постоянно находятся под высоким потенциалом.

В результате частые просадки сетевого напряжения приводит к мерцанию светодиодной лампы. И наоборот, завышенное напряжение сети вызывает необратимый процесс старения конденсатора с потерей ёмкости, а, иногда, становится причиной его разрыва. Стоит отметить, что еще одной, серьезной отрицательной стороной данной схемы является ускоренный процесс деградации светодиодов вследствие нестабильного тока питания.

Схема драйвера на CPC9909

Современные импульсные драйверы для светодиодных ламп имеют несложную схему, поэтому ее можно легко смастерить даже своими руками. Сегодня, для построения драйверов, производится ряд интегральных микросхем, специально предназначенных для управления мощными светодиодами. Чтобы упростить задачу любителям электронных схем, разработчики интегральных драйверов для светодиодов в документации приводят типичные схемы включения и расчеты компонентов обвязки.

Общие сведения

Американская компания Ixys наладила выпуск микросхемы CPC9909, предназначенной для управления светодиодными сборками и светодиодами высокой яркости. Драйвер на основе CPC9909 имеет небольшие габариты и не требует больших денежных вложений. ИМС CPC9909 изготавливается в планарном исполнении с 8 выводами (SOIC-8) и имеет встроенный стабилизатор напряжения.

Благодаря наличию стабилизатора рабочий диапазон входного напряжения составляет 12-550В от источника постоянного тока. Минимальное падение напряжения на светодиодах – 10% от напряжения питания. Поэтому CPC9909 идеальна для подключения высоковольтных светодиодов. ИМС прекрасно работает в температурном диапазоне от -55 до +85°C, а значит, пригодна для конструирования светодиодных ламп и светильников для наружного освещения.

Назначение выводов

Стоит отметить, что с помощью CPC9909 можно не только включать и выключать мощный светодиод, но и управлять его свечением. Чтобы узнать обо всех возможностях ИМС, рассмотрим назначение ее выводов.

1. VIN. Предназначен для подачи напряжения питания.
2. CS. Предназначен для подключения внешнего датчика тока (резистора), с помощью которого задаётся максимальный ток светодиода.
3. GND. Общий вывод драйвера.
4. GATE. Выход микросхемы. Подает на затвор силового транзистора модулированный сигнал.
5. PWMD. Низкочастотный диммирующий вход.
6. VDD. Выход для регулирования напряжения питания. В большинстве случаев подключается через конденсатор к общему проводу.
7. LD. Предназначен для задания аналогового диммирования.
8. RT. Предназначен для подключения время задающего резистора.

Схема и ее принцип работы

Типичное включение CPC9909 с питанием от сети 220В показано на рисунке. Схема способна управлять одним или несколькими мощными светодиодами или светодиодами типа High Brightness. Схему можно легко собрать своими руками даже в домашних условиях. Готовый драйвер не нуждается в наладке с учетом грамотного выбора внешних элементов и соблюдением правил их монтажа.

Драйвер для светодиодной лампы на 220В на базе CPC9909 работает по методу частотно-импульсной модуляции. Это означает, что время паузы является постоянной величиной (time-off=const). Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом и сглаживается емкостным фильтром C1, C2. Затем оно поступает на вход VIN микросхемы и запускает процесс формирования импульсов тока на выходе GATE. Выходной ток микросхемы управляет силовым транзистором Q1. В момент открытого состояния транзистора (время импульса «time-on») ток нагрузки протекает по цепи: «+диодного моста» – LED – L – Q1 – R S – «-диодного моста».

За это время катушка индуктивности накапливает энергию, чтобы отдать её в нагрузку во время паузы. Когда транзистор закрывается, энергия дросселя обеспечивает ток нагрузки в цепи: L – D1 – LED – L.

Процесс носит циклический характер, в результате чего ток через светодиод имеет пилообразную форму. Наибольшее и наименьшее значение пилы зависит от индуктивности дросселя и рабочей частоты.

Частота импульсов определяется величиной сопротивления RT. Амплитуда импульсов зависит от сопротивления резистора RS. Стабилизация тока светодиода происходит путем сравнения внутреннего опорного напряжения ИМС с падением напряжения на R S . Предохранитель и терморезистор защищают схему от возможных аварийных режимов.

Расчет внешних элементов

Частотозадающий резистор

Длительность паузы выставляют внешним резистором R T и определяют по упрощенной формуле:

t паузы =R T /66000+0,8 (мкс).

В свою очередь время паузы связано с коэффициентом заполнения и частотой:

t паузы =(1-D)/f (с), где D – коэффициент заполнения, который представляет собой отношение времени импульса к периоду.

Датчик тока

Номинал сопротивления R S задает амплитудное значение тока через светодиод и рассчитывается по формуле: R S =U CS /(I LED +0.5*I L пульс), где U CS – калиброванное опорное напряжение, равное 0,25В;

I LED – ток через светодиод;

I L пульс – величина пульсаций тока нагрузки, которая не должна превышать 30%, то есть 0,3*I LED .

После преобразования формула примет вид: R S =0,25/1.15*I LED (Ом).

Мощность, рассеиваемая датчиком тока, определяется формулой: P S =R S *I LED *D (Вт).

К монтажу принимают резистор с запасом по мощности 1,5-2 раза.

Дроссель

Как известно, ток дросселя не может измениться скачком, нарастая за время импульса и убывая во время паузы. Задача радиолюбителя в том, чтобы подобрать катушку с индуктивностью, обеспечивающей компромисс между качеством выходного сигнала и её габаритами. Для этого вспомним об уровне пульсаций, который не должен превышать 30%. Тогда потребуется индуктивность номиналом:

L=(US LED *t паузы)/ I L пульс, где U LED – падение напряжения на светодиоде (-ах), взятое из графика ВАХ.

Фильтр питания

В цепи питания установлены два конденсатора: С1 – для сглаживания выпрямленного напряжения и С2 – для компенсации частотных помех. Так как CPC9909 работает в широком диапазоне входного напряжения, то в большой ёмкости электролитического С1 нет нужды. Достаточно будет 22 мкФ, но можно и больше. Емкость металлопленочного С2 для схемы такого типа стандартная – 0,1 мкФ. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не менее 400В.

Однако, производитель микросхемы настаивает на монтаже конденсаторов С1 и С2 с малым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), чтобы избежать негативного влияния высокочастотных помех, возникающих при переключении драйвера.

Выпрямитель

Диодный мост выбирают, исходя из максимального прямого тока и обратного напряжения. Для эксплуатации в сети 220В его обратное напряжение должно быть не менее 600В. Расчетная величина прямого тока напрямую зависит от тока нагрузки и определяется как: I AC =(π*I LED)/2√2, А.

Полученное значение необходимо умножить на два для повышения надежности схемы.

Выбор остальных элементов схемы

Конденсатор C3, установленный в цепи питания микросхемы должен быть ёмкостью 0,1 мкФ с низким значением ESR, аналогично C1 и C2. Незадействованные выводы PWMD и LD также через C3 соединяются с общим проводом.

Транзистор Q1 и диод D1 работают в импульсном режиме. Поэтому выбор следует делать с учетом их частотных свойств. Только элементы с малым временем восстановления смогут сдержать негативное влияние переходных процессов в момент переключения на частоте около 100 кГц. Максимальный ток через Q1 и D1 равен амплитудному значению тока светодиода с учетом выбранного коэффициента заполнения: I Q1 =I D1 = D*I LED , А.

Напряжение, прикладываемое к Q1 и D1, носит импульсный характер, но не более, чем выпрямленное напряжение с учетом емкостного фильтра, то есть 280В. Выбор силовых элементов Q1 и D1 следует производить с запасом, умножая расчетные данные на два.

Предохранитель (fuse) защищает схему от аварийного короткого замыкания и должен длительно выдерживать максимальный ток нагрузки, в том числе импульсные помехи.

I FUSE =5*I AC , А.

Установка терморезистора RTH нужна для ограничения пускового тока драйвера, когда фильтрующий конденсатор разряжен. Своим сопротивлением RTH должен защитить диоды мостового выпрямителя от пробоя в начальные секунды работы.

R TH =(√2*220)/5*I AC , Ом.

Другие варианты включения CPC9909

Плавный пуск и аналоговое диммирование

При желании CPC9909 может обеспечить мягкое включение светодиода, когда его яркость будет постепенно нарастать. Плавный пуск реализуется при помощи двух постоянных резисторов, подключенных к выводу LD, как показано на рисунке. Данное решение позволяет продлить срок службы светодиода.

Также вывод LD позволяет реализовывать функцию аналогового диммирования. Для этого резистор 2,2 кОм заменяют переменным резистором 5,1 кОм, тем самым плавно изменяя потенциал на выводе LD.

Импульсное димирование

Управлять свечением светодиода можно путем подачи импульсов прямоугольной формы на вывод PWMD (pulse width modulation dimming). Для этого задействуют микроконтроллер или генератор импульсов с обязательным разделением через оптопару.

Кроме рассмотренного варианта драйвера для светодиодных ламп, существуют аналогичные схемные решения от других производителей: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 и пр. Каждая из них имеет свои сильные и слабые места, но в целом, они успешно справляются с возложенной нагрузкой при сборке своими руками.

Читайте так же

Широкое распространение светодиодов повлекло за собой массовое производство блоков питания для них. Такие блоки называются драйверами. Основной их особенностью является то, что они способны стабильно поддерживать на выходе заданный ток. Другими словами, драйвер для светодиодов (LED) – это источник тока для их питания.

Поскольку светодиод — это полупроводниковые элементы, ключевой характеристикой, определяющей яркость их свечения, является не напряжение, а ток. Чтобы они гарантированно отработали заявленное количество часов, необходим драйвер, — он стабилизирует ток, протекающий через цепь светодиодов. Возможно использование маломощных светоизлучающих диодов и без драйвера, в этом случае его роль выполняет резистор.

Применение

Драйверы применяются как при питании светодиода от сети 220В, так и от источников постоянного напряжения 9-36 В. Первые используются при освещении помещений светодиодными лампами и лентами, вторые чаще встречаются в автомобилях, велосипедных фарах, переносных фонарях и т.д.

Принцип работы

Как уже было сказано, драйвер – это источник тока. Его отличия от источника напряжения проиллюстрированы ниже.

Источник напряжения создает на своем выходе некоторое напряжение, в идеале не зависящее от нагрузки.

Например, если подключить к источнику напряжением 12 В резистор 40 Ом, через него пойдет ток 300 мА.

Если подключить параллельно два резистора, суммарный ток составит уже 600 мА при том же напряжении.

Драйвер же поддерживает на своем выходе заданный ток. Напряжение при этом может изменяться.

Подключим так же резистор 40 Ом к драйверу 300 мА.

Драйвер создаст на резисторе падение напряжения 12 В.

Если подключить параллельно два резистора, ток по-прежнему будет 300 мА, а напряжение упадет до 6 В:

Таким образом, идеальный драйвер способен обеспечить нагрузке номинальный ток вне зависимости от падения напряжения. То есть светодиод с падением напряжения 2 В и током 300 мА будет гореть так же ярко, как и светодиод напряжением 3 В и током 300 мА.

Основные характеристики

При подборе нужно учитывать три основных параметра: выходное напряжение, ток и потребляемая нагрузкой мощность.

Напряжение на выходе драйвера зависит от нескольких факторов:

• падение напряжения на светодиоде;
• количество светодиодов;
• способ подключения.

Ток на выходе драйвера определяется характеристиками светодиодов и зависит от следующих параметров:

• мощность светодиодов;
• яркость.

Мощность светодиодов влияет на потребляемый ими ток, который может варьироваться в зависимости от требуемой яркости. Драйвер должен обеспечить им этот ток.

Мощность нагрузки зависит от:

• мощности каждого светодиода;
• их количества;
• цвета.

В общем случае потребляемую мощность можно рассчитать как

где Pled — мощность светодиода,

N — количество подключаемых светодиодов.

Максимальная мощность драйвера не должна быть меньше.

Стоит учесть, что для стабильной работы драйвера и предотвращения выхода его из строя следует обеспечить запас по мощности хотя бы 20-30%. То есть должно выполняться следующее соотношение:

где Pmax — максимальная мощность драйвера.

Кроме мощности и количества светодиодов, мощность нагрузки зависит еще от их цвета. Светодиоды разных цветов имеют разное падение напряжения при одинаковом токе. Например, красный светодиод XP-E обладает падением напряжения 1.9-2.4 В при токе 350 мА. Средняя потребляемая им мощность таким образом составляет около 750 мВт.

У XP-E зеленого цвета падение 3.3-3.9 В при том же токе, и его средняя мощность составит уже около 1.25 Вт. То есть драйвером, рассчитанным на 10 ватт, можно питать либо 12-13 красных светодиодов, либо 7-8 зеленых.

Как подобрать драйвер для светодиодов. Способы подключения LED

Допустим, имеется 6 светодиодов с падением напряжения 2 В и током 300 мА. Подключить их можно различными способами, и в каждом случае потребуется драйвер с определенными параметрами:

Соединять таким образом параллельно 3 и более светодиодов недопустимо, так как при этом через них может пойти слишком большой ток, в результате чего они быстро выйдут из строя.

Обратите внимание, что во всех случаях мощность драйвера составляет 3.6 Вт и не зависит от способа подключения нагрузки.

Таким образом, целесообразнее выбирать драйвер для светодиодов уже на этапе закупки последних, предварительно определив схему подключения. Если же сначала приобрести сами светодиоды, а потом подбирать к ним драйвер, это может оказаться нелегкой задачей, поскольку вероятность того, что Вы найдете именно тот источник питания, который сможет обеспечить работу именно этого количества светодиодов, включенных по конкретной схеме, невелика.

Виды

В общем случае драйверы для светодиодов можно разделить на две категории: линейные и импульсные.

У линейного выходом служит генератор тока. Он обеспечивает стабилизацию выходного тока при нестабильном входном напряжении; причем подстройка происходит плавно, не создавая высокочастотных электромагнитных помех. Они просты и дешевы, но невысокий КПД (менее 80%) ограничивает сферу их применения маломощными светодиодами и лентами.

Импульсные представляют собой устройства, создающие на выходе серию высокочастотных импульсов тока.

Обычно они работают по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то есть среднее значение выходного тока определяется отношением ширины импульсов к периоду их следования (эта величина называется коэффициентом заполнения).

На диаграмме выше показан принцип работы ШИМ-драйвера: частота импульсов остается постоянной, но изменяется коэффициент заполнения от 10% до 80%. Это ведет к изменению среднего значения тока I cp на выходе.

Такие драйверы получили широкое распространение благодаря компактности и высокому КПД (около 95%). Основным недостатком является больший по сравнению с линейными уровень электромагнитных помех.

Светодиодный драйвер на 220 В

Для включения в сеть 220 В выпускаются как линейные, так и импульсные. Существуют драйверы с гальванической развязкой от сети и без нее. Основными преимуществами первых являются высокий КПД, надежность и безопасность.

Без гальванической развязки обычно дешевле, но менее надежны и требуют осторожности при подключении, поскольку есть вероятность поражения током.

Китайские драйверы

Востребованность драйверов для светодиодов способствует их массовому производству в Китае. Эти устройства представляют собой импульсные источники тока, обычно на 350-700 мА, часто не имеющие корпуса.

Китайский драйвер для светодиода 3w

Основные их достоинства – низкая цена и наличие гальванической развязки. Недостатки следующие:

• низкая надежность из-за использования дешевых схемных решений;
• отсутствие защиты от перегрева и колебаний в сети;
• высокий уровень радиопомех;
• высокий уровень пульсаций на выходе;
• недолговечность.

Срок службы

Обычно срок службы драйвера меньше, чем у оптической части – производители дают гарантию на 30000 часов работы. Это связано с такими факторами, как:

• нестабильность сетевого напряжения;
• перепады температур;
• уровень влажности;
• загруженность драйвера.

Самым слабым звеном светодиодного драйвера являются сглаживающие конденсаторы, которые имеют тенденцию к испарению электролита, особенно в условиях повышенной влажности и нестабильного питающего напряжения. В результате уровень пульсаций на выходе драйвера повышается, что негативно сказывается на работе светодиодов.

Также на срок службы влияет неполная загруженность драйвера. То есть если он, рассчитан на 150 Вт, а работает на нагрузку 70 Вт, половина его мощности возвращается в сеть, вызывая ее перегрузку. Это провоцирует частые сбои питания. Рекомендуем почитать про .

Схемы драйверов (микросхемы) для светодиодов

Многие производители выпускают специализированные микросхемы драйверов. Рассмотрим некоторые из них.

ON Semiconductor UC3845 – импульсный драйвер с выходным током до 1А. Схема драйвера для светодиода 10w на этой микросхеме приведена ниже.

Supertex HV9910 – очень распространенная микросхема импульсного драйвера. Ток на выходе не превышает 10 мА, не имеет гальванической развязки.

Простой драйвер тока на этой микросхеме представлен ниже.

Texas Instruments UCC28810. Сетевой импульсный драйвер, имеет возможность организовать гальваническую развязку. Выходной ток до 750 мА.

Еще одна микросхема этой фирмы, — драйвер для питания мощных светодиодов LM3404HV — описывается в этом видео:

Устройство работает по принципу резонансного преобразователя типа Buck Converter, то есть функция поддержания требуемого тока здесь частично возложена на резонансную цепь в виде катушки L1 и диода Шоттки D1 (типовая схема приведена ниже). Также имеется возможность задания частоты коммутации подбором резистора R ON .

Maxim MAX16800 – линейная микросхема, работает при малых напряжениях, поэтому на ней можно построить драйвер 12 вольт. Выходной ток – до 350 мА, поэтому может использоваться как драйвер питания для мощного светодиода, фонарика, и т.д. Есть возможность диммирования. Типовая схема и структура представлены ниже.

Заключение

Светодиоды гораздо более требовательны к источнику питания, чем другие источники света. Например, превышение тока на 20% для люминесцентной лампы не повлечет за собой серьезного ухудшения характеристик, для светодиодов же срок службы сократится в несколько раз. Поэтому выбирать драйвер для светодиодов следует особенно тщательно.

…оооооочень много раз мне пришлось столкнуться с проблемой перегоревших светодиодов, установленных где-либо в машине…началось всё это с лампочек в габаритах, потом постоянно горела подсветка приборки, потом подсветка блока отопителя, багажника и т.д…

И вот как-то раз это явление достало меня окончательно и я, бегло пробежавшись глазами по записям в блогах одноклубников, решил сделать подсветку приборки «вечной» линейным стабилизатором напряжения L7812CV, +12в, что, естественно, никакого толка не дало и лента сгорела, как ни в чем не бывало:)

Вот он, виновник торжества.

…хотя…его вины тут нет. Виноваты тут далекие от электроники люди и я, человек который слишком мало копал, прежде, чем что-то сделать…Все мы ошибаемся, что поделать, потому и половина бортового журнала — это работа над ошибками… 🙂

Начнем с того, что светодиоды сгорают от скачков тока, а не напряжения.

«Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется.
Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта.
Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!
То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука.
Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.»

Теперь понятно, почему с долбанными линейными стабами типа L7812CV постоянно все перегорает?
Да, стабилизация нужна по току, а не по напряжению и делается это резисторами!

Ладно, поехали дальше.
В связи с тем, что сейчас у меня висит 4 проекта по фарам, которые будут делаться на очень дорогостоящих COB кольцах (которые ещё дороже стали с учетом долбанного курса валют) стабилизация таковых просто жизненно необходима…

Вот как оно выглядит

Вы спросите сейчас, а нафига драйвер, если вон он, уже висит и все стабилизирует.
Ну да, я тоже так думал, а на деле оказалось, что там те же самые стабилизаторы напряжения стоят (у одного из клиентов одно кольцо уже начало моросить). Ну кто ж знал, что Китайцы в плане драйверов решили сэкономить.

Итак, делаем простейший драйвер.

Берем идеальную автомобильную сеть 12 Вольт и считаем какой нам нужен резистор на примере COB кольца, мощностью 5 Вт.

Мы можем узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания.
Потребляемый ток равен мощности деленной на напряжение в сети.
COB кольцо потребляет 5 Вт. Напряжение в идеальном автомобиле 12 Вольт.
Если считать не умеете, то можно посчитать тут
ydoma.info/electricity-zakon-oma.html
Получаем 420 милиампер потребляемого тока таким колечком.
дальше идем сюда
ledcalc.ru/lm317
вводим требуемый ток 420 милиампер и получаем:
Расчетное сопротивление: 2.98 Ом
Ближайшее стандартное: 3.30 Ом
Ток при стандартном резисторе: 379 мА
Мощность резистора: 0.582 Вт.

ЭТО РАСЧЕТ РАБОТАЕТ, КОГДА ВЫ ТОЧНО УВЕРЕНЫ В ХАРАКТЕРИСТИКАХ СВЕТОДИОДА, ЕСЛИ НЕТ, ТО ДЕЛАЕМ ЗАМЕР ПОТРЕБЛЕНИЯ ТОКА МУЛЬТИМЕТРОМ!

В итоге получили на выходе стабилизированный ток.
Но это для идеального случая. Что касается случая с реальным автомобилем, где скачки до 14 Вольт с копейками бывают, то рассчитывайте резистор для худшего случая с запасом.

Кто не могёт паять по схемам, то даю картинку, где все нарисовано более наглядно

Вот собственно и все. Надеюсь, кому-нибудь пригодится)

Цена вопроса: 0 ₽

Светодиоды для своего питания требуют применения устройств, которые будут стабилизировать ток, проходящий через них. В случае индикаторных и других маломощных светодиодов можно обойтись резисторами. Их несложный расчет можно еще упростить, воспользовавшись «Калькулятором светодиодов» .

Для использования мощных светодиодов не обойтись без использования токостабилизирующих устройств – драйверов. Правильные драйвера имеют очень высокий КПД — до 90-95%. Кроме того, они обеспечивают стабильный ток и при изменении напряжения источника питания. А это может быть актуально, если светодиод питается, например, от аккумуляторов. Самые простые ограничители тока — резисторы — обеспечить это не могут по своей природе.

Немного ознакомиться с теорией линейных и импульсных стабилизаторов тока можно в статье «Драйвера для светодиодов» .

Готовый драйвер, конечно, можно купить. Но гораздо интереснее сделать его своими руками. Для этого потребуются базовые навыки чтения электрических схем и владения паяльником. Рассмотрим несколько простых схем самодельных драйверов для мощных светодиодов.

Простой драйвер. Собран на макетке, питает могучий Cree MT-G2

Очень простая схема линейного драйвера для светодиода. Q1 – N-канальный полевой транзистор достаточной мощности. Подойдет, например, IRFZ48 или IRF530. Q2 – биполярный npn-транзистор. Я использовал 2N3004, можно взять любой похожий. Резистор R2 – резистор мощностью 0.5-2Вт, который будет определять силу тока драйвера. Сопротивление R2 2.2Ом обеспечивает ток в 200-300мА. Входное напряжение не должно быть очень большим – желательно не превышать 12-15В. Драйвер линейный, поэтому КПД драйвера будет определяться отношением V LED / V IN , где V LED – падение напряжения на светодиоде, а V IN – входное напряжение. Чем больше будет разница между входным напряжением и падением на светодиоде и чем больше будет ток драйвера, тем сильнее будет греться транзистор Q1 и резистор R2. Тем не менее, V IN должно быть больше V LED на, как минимум, 1-2В.

Для тестов я собрал схему на макетной плате и запитал мощный светодиод CREE MT-G2 . Напряжение источника питания — 9В, падение напряжения на светодиоде — 6В. Драйвер заработал сразу. И даже с таким небольшим током (240мА) мосфет рассеивает 0,24 * 3 = 0,72 Вт тепла, что совсем не мало.

Схема очень проста и даже в готовом устройстве может быть собрана навесным монтажом.

Схема следующего самодельного драйвера также предельно проста. Она предполагает использование микросхемы понижающего преобразователя напряжения LM317. Данная микросхема может быть использована как стабилизатор тока.

Еще более простой драйвер на микросхеме LM317

Входное напряжение может быть до 37В, оно должно быть как минимум на 3В выше падения напряжения на светодиоде. Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле R1 = 1.2 / I, где I – требуемая сила тока. Ток не должен превышать 1.5А. Но при таком токе резистор R1 должен быть способен рассеять 1.5 * 1.5 * 0.8 = 1.8 Вт тепла. Микросхема LM317 также будет сильно греться и без радиатора не обойтись. Драйвер также линейный, поэтому для того, чтобы КПД был максимальным, разница V IN и V LED должна быть как можно меньше. Поскольку схема очень простая, она также может быть собрана навесным монтажом.

На той же макетной плате была собрана схема с двумя одноваттными резисторами сопротивленим 2.2 Ом. Сила тока получилась меньше расчетной, поскольку контакты в макетке не идеальны и добавляют сопротивления.

Следующий драйвер является импульсным понижающим. Собран он на микросхеме QX5241 .

Схема также проста, но состоит из чуть большего количества деталей и здесь уже без изготовления печатной платы не обойтись. Кроме того сама микросхема QX5241 выполнена в достаточно мелком корпусе SOT23-6 и требует внимания при пайке.

Входное напряжение не должно превышать 36В, максимальный ток стабилизации – 3А. Входной конденсатор С1 может быть любым – электролитическим, керамическим или танталовым. Его емкость – до 100мкФ, максимальное рабочее напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Конденсатор С2 керамический. Конденсатор С3 – керамический, емкость 10мкФ, напряжение – не менее чем в 2 раза больше, чем входное. Резистор R1 должен иметь мощность не менее чем 1Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле R1 = 0.2 / I, где I – требуемый ток драйвера. Резистор R2 — любой сопротивлением 20-100кОм. Диод Шоттки D1 должен с запасом выдерживать обратное напряжение – не менее чем в 2 раза по значению больше входного. И рассчитан должен быть на ток не менее требуемого тока драйвера. Один из важнейших элементов схемы – полевой транзистор Q1. Это должен быть N-канальный полевик с минимально возможным сопротивлением в открытом состоянии, безусловно, он должен с запасом выдерживать входное напряжение и нужную силу тока. Хороший вариант – полевые транзисторы SI4178, IRF7201 и др. Дроссель L1 должен иметь индуктивность 20-40мкГн и максимальный рабочий ток не менее требуемого тока драйвера.

Количество деталей этого драйвера совсем небольшое, все они имеют компактный размер. В итоге может получиться достаточно миниатюрный и, вместе с тем, мощный драйвер. Это импульсный драйвер, его КПД существенно выше, чем у линейных драйверов. Тем не менее, рекомендуется подбирать входное напряжение всего на 2-3В больше, чем падение напряжения на светодиодах. Драйвер интересен еще и тем, что выход 2 (DIM) микросхемы QX5241 может быть использован для диммирования – регулирования силы тока драйвера и, соответственно, яркости свечения светодиода. Для этого на этот выход нужно подавать импульсы (ШИМ) с частотой до 20КГц. С этим сможет справиться любой подходящий микроконтроллер. В итоге может получиться драйвер с несколькими режимами работы.

Готовые изделия для питания мощных светодиодов можно посмотреть .

Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича. Все было бы неплохо, но когда дело доходит до калькуляции переоснащения квартиры на светодиодное освещения, цифры немного «напрягают».

Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. При средней стоимости около 10 долларов за лампу бюджет выходит приличный, да и еще нельзя исключить риск приобретения китайского «клона» с жизненным циклом 2-3 года. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов.

Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.

Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.

Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.

Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.

Компоненты диодного светильника

Схема светодиодной лампы на 220 вольт потребует минимальное количество доступных компонентов.

• Светодиоды 3,3В 1Вт – 12 шт.;
• керамический конденсатор 0,27мкФ 400-500В – 1 шт.;
• резистор 500кОм — 1Мом 0,5 — 1Вт – 1 ш.т;
• диод на 100В – 4 шт.;
• электролитические конденсаторы на 330мкФ и 100мкФ 16В по 1 шт.;
• стабилизатор напряжения на 12В L7812 или аналогичный – 1шт.

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность. Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:

• Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
• диодный мост;
• каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.

Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.

В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

Диаграмма в схеме со стабилизатором

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

R1: резистор приблизительно 100 кОм (серия Yageo CFR-25JB)
R3: резистор настройки тока — см. Ниже
Q1: малый транзистор NPN (Fairchild 2N5088BU)
Q2: большой N-канальный полевой транзистор (Fairchild FQP50N06L)
LED: светодиод питания (Luxeon, 1-ваттная белая звезда LXHL-MWEC)

Прочие части:

источник питания: я использовал старый трансформатор для защиты от бородавок, или вы могли использовать батарейки.для питания одного светодиода подойдет напряжение от 4 до 6 вольт с достаточным током. поэтому схема удобна! вы можете использовать самые разные источники питания, и он всегда будет гореть одинаково.

радиаторов: здесь я создаю простой светильник без радиатора. что ограничивает нас током светодиода примерно 200 мА. для большего тока вам нужно поместить светодиод и Q2 на радиатор (см. мои примечания в других инструкциях по светодиодам, которые я сделал).

прототипов плат: я изначально не использовал прототип платы, но я построил вторую после на макетной плате, есть несколько фотографий этого в конце, если вы хотите использовать прототип платы.

выбор R3:

Схема является источником постоянного тока, значение R3 устанавливает ток.

Расчеты:
— ток светодиода задается R3, примерно равен: 0,5 / R3
— Мощность R3: мощность, рассеиваемая резистором, составляет приблизительно: 0,25 / R3

Я установил ток светодиода на 225 мА, используя R3 с сопротивлением 2,2 Ом. Мощность R3 составляет 0,1 Вт, поэтому стандартный резистор на 1/4 Вт вполне подойдет.

Здесь я объясню, как работает схема и каковы максимальные ограничения, вы можете пропустить это, если хотите.

Технические характеристики:

входное напряжение: от 2 В до 18 В
выходное напряжение: до 0,5 В меньше входного напряжения (падение 0,5 В)
ток: 20 ампер + с большим радиатором

Максимальные пределы:

единственное реальное ограничение для источника тока — это Q2 и используемый источник питания. Q2 действует как переменный резистор, понижая напряжение источника питания в соответствии с потребностями светодиодов. поэтому Q2 понадобится радиатор, если есть высокий ток светодиода или если напряжение источника питания намного выше, чем напряжение цепочки светодиодов.с большим радиатором эта схема может выдерживать БОЛЬШУЮ мощность.

Указанный транзистор Q2 рассчитан на питание до 18 В. Если вы хотите большего, посмотрите мои инструкции по светодиодным схемам, чтобы узнать, как схему нужно изменить.

Без радиаторов вообще Q2 может рассеивать только около 1/2 Вт, прежде чем станет действительно горячим — этого достаточно для тока 200 мА с разницей до 3 В между источником питания и светодиодом.

Функция цепи:

— Q2 используется как переменный резистор.Q2 начинается с включения R1.

— Q1 используется как датчик перегрузки по току, а R3 — это «чувствительный резистор» или «резистор настройки», который запускает Q1, когда протекает слишком большой ток.

— Основной ток проходит через светодиоды, через Q2 и через R3. Когда через R3 протекает слишком большой ток, Q1 начинает включаться, что начинает отключать Q2. Выключение Q2 уменьшает ток через светодиоды и R3. Поэтому мы создали «петлю обратной связи», которая непрерывно отслеживает ток и постоянно поддерживает его точно на заданном уровне.

Эта схема настолько проста, что я собираюсь построить ее без печатной платы. я просто соединю выводы деталей в воздухе! но вы можете использовать небольшую прототипную плату, если хотите (пример см. на фотографиях в конце).

Сначала определите контакты на Q1 и Q2. кладя детали перед собой этикетками вверх и штифтами вниз, штифт 1 находится слева, а штифт 3 — справа.

по сравнению со схемой:
Q2:
G = контакт 1
D = контакт 2
S = контакт 3

Q1:
E = контакт 1
B = контакт 2
C = контакт 3

итак: начните с подключения провода от отрицательного светодиода к контакту 2 Q2

Теперь приступим к подключению Q1.

сначала приклейте Q1 вверх ногами к передней части Q2, чтобы с ним было легче работать. Это имеет дополнительное преимущество: если Q2 станет очень горячим, это приведет к тому, что Q1 снизит ограничение по току — это функция безопасности!

— подключите контакт 3 Q1 к контакту 1 Q2.

— подключите контакт 2 Q1 к контакту 3 Q2.

— припаять резистор одной ножкой резистора R1 к этому болтающемуся проводу LED-plus

— припаяйте другую ногу R1 к выводу 1 Q2.

— присоедините плюсовой провод от аккумулятора или источника питания к плюсовому проводу светодиода.на самом деле, наверное, было бы проще сделать это первым.

— приклейте R3 к стороне Q2, чтобы он оставался на месте.

— подключите один вывод R3 к выводу 3 Q2

— подключите другой вывод R3 к выводу 1 Q1

Теперь подключите отрицательный провод от источника питания к контакту 1 Q1.

готово! на следующем шаге мы сделаем его менее хрупким.

Теперь проверьте цепь, подав питание. если он работает, нам просто нужно сделать его долговечным.Самый простой способ — нанести большую каплю силиконового клея по всей цепи. это сделает его механически прочным и водонепроницаемым. просто нанесите шарик на силикон и постарайтесь избавиться от пузырьков воздуха. я называю этот метод: «BLOB-TRONICS». На вид это не так уж и много, но работает очень хорошо, дешево и легко.

также, связывание двух проводов вместе помогает снизить нагрузку на провода.

Я также добавил фотографию той же схемы, но на прототипной плате (это «Capital US-1008», доступно на digikey) и с цифрой 0.47 Ом R3.

Освещение с помощью мощных светодиодных драйверов

Производимые в настоящее время мощные светодиоды достигли выходной мощности 100 люмен / Вт, что считается критическим этапом. Некоторые производители даже заявляют, что в лаборатории они получают световой поток 120 люмен / Вт. Это означает, что светодиод превзошел CFL (80 люмен / Вт) с точки зрения энергоэффективности. А светодиодная технология еще не закончена: ожидается, что к 2012 году светодиоды вырастут до 150 люмен / Вт.

Стоимость светодиодного освещения быстро снижается.Большая часть стоимости типичной светодиодной лампы приходится на отдельные светодиоды белого света, которые она содержит. Они упали в цене с 5 долларов за штуку несколько лет назад до менее 1 доллара за последние двенадцать месяцев. Многие аналитики светодиодной индустрии прогнозируют, что в течение следующего года замена светодиодов для ламп накаливания будет стоить дороже, чем большинство потребителей готовы платить.

Некоторые производители светодиодов уже заявляют, что разработали светоизлучающие чипы, способные питать светодиодные лампы, производящие свет, сопоставимый с лампами накаливания мощностью 75 Вт, обычно используемыми в американских домах.Этот тип светодиодной микросхемы обычно потребляет около 12 Вт мощности при испускании такого количества света.

Микросхема, которая сегодня управляет светодиодами, должна иметь возможность затемнять свет светодиода. Светодиоды питаются постоянным током, при этом уровень постоянного тока пропорционален яркости светодиода. Есть два метода уменьшения яркости светодиода, регулируя его ток. Первый — это аналоговое регулирование яркости, при котором светодиоды затемняются пропорционально уменьшению уровня постоянного тока. Основная проблема заключается в том, что уменьшение тока светодиода может привести к изменению цвета светодиода.

Второй метод — это цифровое регулирование яркости или затемнение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). ШИМ-регулировка яркости включает и выключает светодиод с частотой 100 Гц или выше, которая не воспринимается человеческим глазом. Рабочий цикл ШИМ-диммирования пропорционален яркости светодиода, в то время как ток светодиода во включенном состоянии остается на уровне, установленном микросхемой драйвера светодиода. Это действие поддерживает постоянный цвет светодиода даже при значительном затемнении. Этот метод ШИМ-диммирования может использоваться с коэффициентами включения / выключения до 10 000: 1 в определенных приложениях.

ИС, управляющие светодиодами высокой яркости (HB), должны обеспечивать достаточный ток и напряжение для работы со многими различными типами конфигураций светодиодов. Светодиодное освещение развилось до такой степени, что есть ряд функций, которые должна обеспечивать любая микросхема драйвера для этого рынка. Большинство обозревателей отрасли, вероятно, согласятся, что эти функции включают широкий диапазон входного напряжения, достигающий 100 В; широкий диапазон выходных напряжений до 100 В; КПД преобразования в диапазоне 95%; жестко регулируемое согласование тока светодиода, возможно, менее чем на 2% превышение температуры; способность работать с низким уровнем шума на частотах до 2.5 МГц; независимое управление током и диммированием, а также широкий диапазон диммирования, до 10,000: 1.

Также стало ясно, что драйверы светодиодов должны обеспечивать несколько топологий преобразования, включая понижающую, повышающую, понижающую-повышающую и SEPIC. И они должны включать в себя функции защиты, такие как защита для открытых цепочек светодиодов, замыкание контактов светодиодов на V _OUT и точные пороги блокировки при пониженном напряжении. Как и в случае с большинством полупроводниковых схем, здесь также важны небольшие компактные размеры с минимальным количеством внешних компонентов.

Примеры светодиодов HB

В большинстве автомобильных фар по-прежнему используются лампы накаливания. Ксеноновые лампы HID (высокоинтенсивный разряд) были впервые представлены для использования в качестве автомобильных фар в конце 1990-х годов. Однако их производство и изготовление дорого, поэтому они были ограничены автомобилями высокого класса. В будущем недавнее внедрение светодиодов HB, вероятно, будет означать сокращение использования ксеноновых ламп HID для использования в автомобилях. Аналитики рынка ожидают, что в следующем десятилетии производство светодиодных фар HB будет стремительно расти.

Ксеноновые лампы HID обычно рассеивают около 35 Вт. Эквивалентный белый светодиодный налобный фонарь, который рассеивает 25 Вт, может быть сконфигурирован с использованием массива из 18 светодиодов, последовательно соединенных с током 350 мА. Одним из способов управления такой конфигурацией является недавно представленный драйвер монолитного светодиода LT3956 от Linear Technology. LT3956 — это преобразователь постоянного / постоянного тока, предназначенный для работы в качестве стабилизатора постоянного тока и постоянного напряжения.

LT3956 оснащен внутренним N-канальным силовым МОП-транзистором нижнего плеча, рассчитанным на 84 В при напряжении 3 Ом.3 А и питается от внутреннего регулируемого источника питания 7,15 В. Архитектура с фиксированной частотой и режимом тока обеспечивает стабильную работу в широком диапазоне питающих и выходных напряжений. Контакт заземленной обратной связи по опорному напряжению (FB) служит входом для нескольких функций защиты светодиодов, а также позволяет преобразователю работать в качестве источника постоянного напряжения. Штырь регулировки частоты позволяет пользователю программировать частоту от 100 кГц до 1 МГц, чтобы оптимизировать эффективность, производительность или размер внешнего компонента.

LT3956 определяет выходной ток на верхней стороне цепочки светодиодов. Обнаружение высокого уровня — это наиболее гибкая схема управления светодиодами, позволяющая настраивать режимы повышающего, понижающего или понижающего-повышающего режимов. Вход PWM обеспечивает коэффициент затемнения светодиодов до 3000: 1, а вход CTRL обеспечивает дополнительную возможность аналогового регулирования яркости.

Для некоторых приложений для высокомощных драйверов светодиодов HB требуется ток светодиода, превышающий 10 А. К ним относятся проекторы DLP, драйверы лазеров и архитектурное освещение.Тем не менее, может возникнуть множество конструктивных проблем, связанных с токами более 10 А, не в последнюю очередь это проблемы с регулированием температуры внутри самого конечного продукта! Для этого компания Linear Technology разработала специальный драйвер светодиода.

LT3743 — это синхронный понижающий преобразователь постоянного / постоянного тока, предназначенный для питания сильноточных светодиодов постоянным током. Он может обеспечивать до 20 А постоянного тока светодиода или до 40 А импульсного тока светодиода. Чип обеспечивает трехступенчатое управление током для приложений смешивания цветов, как в проекторах DLP.Он также предлагает быстрое (менее 2 мкс) время перехода от текущих уровней, что оптимизирует разрешение смешивания цветов и позволяет использовать быстрые импульсы тока в приложениях лазерного драйвера.

Диапазон входного напряжения LT3743 от 5,5 до 36 В позволяет использовать его в широком спектре приложений, помимо проекции DLP, в том числе в промышленном и архитектурном освещении. Микросхема обеспечивает до 20 А постоянного тока светодиода от номинального входа 12 В, обеспечивая мощность более 80 Вт. В импульсных светодиодных приложениях он может выдавать до 40 А тока светодиода или 160 Вт пикового тока от источника 12 В. Вход.КПД до 95% устраняет необходимость во внешнем теплоотводе и значительно упрощает тепловую конструкцию.

LT3743 предлагает регулировку яркости с ШИМ и CTRL_SELECT, что позволяет регулировать яркость на трех уровнях тока светодиода. Это помогает обрабатывать такие приложения для смешивания цветов, как в DLP-проекторах. Точно так же топология чипа позволяет ему переходить между двумя регулируемыми уровнями тока светодиода менее чем за 2 мкс, обеспечивая более точное смешивание цветов в приложениях RGB. Точность тока светодиода ± 6% позволяет поддерживать световой поток нескольких светодиодов близко друг к другу.Дополнительные функции включают регулировку выходного напряжения, защиту от обрыва светодиода, защиту от перегрузки по току и схему термического снижения номинальных характеристик.

Ресурсы

Linear Technology Corp., Милпитас, Калифорния, www.linear.com

Advanced LED Driver Circuit Design

Один из первых проектов, которые предпринимают начинающие дизайнеры или инженеры электроники, — это мигание светодиода. Выполнить эту задачу с помощью простого резистора для ограничения тока относительно просто.Многие люди тогда считают, что это стандартное решение для управления светодиодами. Для простых светодиодных индикаторов и освещения с низким энергопотреблением такое линейное управление светодиодами вполне нормально, но для многих приложений требуется другой подход. В этой статье я описываю несколько распространенных альтернативных стратегий и некоторые неортодоксальные методы, которые мы использовали в прошлом для схем светодиодных драйверов. Чтобы узнать, как спроектировать печатную плату для приложений с высокой мощностью, ознакомьтесь с нашей статьей по этой теме здесь.

Основные соображения

Главное соображение при принятии решения о том, как управлять светодиодами, — это допустимая потеря мощности.В устройствах с батарейным питанием эта потеря мощности означает сокращение срока службы батареи. В мощных светодиодах это означает выделяемое тепло. Прежде чем выбирать, как управлять светодиодами, имейте представление о том, сколько мощности ваша конструкция позволяет вам рассеивать. На этом основывается большинство решений.

Еще одно важное соображение — сколько разных светодиодов вы используете. Не только общее количество, но и сколько разных цветов / типов? Чем больше разнообразия, тем труднее становится согласовывать прямые напряжения от одной жилы к другой.Понимание общего количества светодиодов также важно для определения управляющего напряжения для их последовательного включения.

от микроконтроллера

Рисунок 1. Самая упрощенная схема драйвера светодиода. Слаботочным светодиодом можно управлять непосредственно с вывода ввода / вывода микроконтроллера.

Линейная схема привода — это любая цепь, которая рассеивает всю избыточную мощность в виде тепла. Самым простым примером этого является схема светодиод-резистор, о которой упоминалось ранее.Если ток, подаваемый на светодиод, минимален, то его обычно можно напрямую управлять выводом микроконтроллера, например Arduino, как показано на рисунке 1. Основным недостатком любой схемы линейного драйвера светодиода является рассеивание избыточной мощности. Также крайне важно обеспечить достаточный запас по напряжению, позволяющий управлять светодиодами.

Рисунок 2: Линейно управляемая светодиодная схема. R1 требуется для рассеивания всей мощности от избыточного напряжения; Выбранный резистор должен обеспечивать безопасное рассеивание мощности.2 * 4 = P = 1W . Рассеивание 1 Вт — это много для одного резистора и требует резистора для поверхностного монтажа размером 2512 или более.

Другой вариант, который мы с большим успехом использовали в схемах линейных светодиодов, — разделение токоограничивающих резисторов. Вместо использования одного резистора 4R, два резистора 2R будут использоваться последовательно, равномерно разделяя рассеиваемую мощность между ними, используя вместо этого резисторы 1210. Это также позволяет стратегически разместить резисторы на плате, равномерно распределяя тепло.На рисунке 6 показано, как разделение резисторов работает с разными светодиодами.

Линейный привод от источника / драйвера постоянного тока

Многие «встроенные» драйверы светодиодов подают постоянный ток на жилу светодиода. Эти драйверы предлагают гораздо больше удобства, чем схемы, управляемые резисторами. Однако важно отметить, что в этих драйверах по-прежнему используется линейная технология. Крайне важно понимать, сколько мощности будет рассеивать драйвер, и убедиться, что она находится в безопасном диапазоне.

Рис. 3. Линейный драйвер светодиода TI. Хотя эти драйверы добавляют много удобств, они не более эффективны, чем использование стандартной схемы светодиодного резистора.

На рисунке 3 показан пример линейного восьмипроводного драйвера светодиода. Драйвер управляет тремя нитями тех же светодиодов из предыдущей схемы. Температура ограничивает максимальную мощность, которую может рассеять драйвер. При максимальной температуре 100 ° C он может рассеивать около 1 ° C.Максимум 8 Вт. Чип также ограничен максимумом 70 мА на каждую жилу. Чтобы рассчитать мощность, рассеиваемую микросхемой при 70 мА, каждая нить: P = IV, P / 3 = 0,07 * (12-10), P = 0,42 Вт. 0,42 Вт находится в безопасном диапазоне для этого чипа, поэтому его можно использовать как есть. Если мощность была слишком высокой, можно установить резистор на каждую жилу. Пока резистор имеет правильный размер, он рассеивает часть мощности, а остальное рассеивает микросхема. Этот трюк, показанный на рисунке 4, весьма полезен при несбалансированной длине прядей.

Рисунок 4. Линейный драйвер светодиода на основе TI. Микросхема контролирует 8 нитей светодиодов, одна из которых намного короче остальных. Два резистора 100R уравновешивают эту жилу, рассеивая часть избыточного тепла.

Постоянный ток от переключаемого драйвера светодиодов

Импульсный светодиодный драйвер постоянного тока работает аналогично линейному драйверу, за исключением того, что он использует переключаемую топографию. Это переключение позволяет ему работать с КПД выше 80% -90%.Существенным недостатком переключения драйверов является то, что они, как правило, дороги. Наличие на борту любого импульсного источника питания также приводит к нежелательному шуму переключения.

Рис. 5. Схема на базе AL8860 очень эффективно управляет тремя светодиодами.

На рисунке 5 показана схема импульсного драйвера светодиода на основе AL8860. Он питает одножильный светодиод от любого напряжения от 5 до 40 В. В зависимости от подаваемого напряжения и напряжения светодиодов, этот чип может обеспечить до 97% эффективности при токе около 1 А.В идеальных условиях вы можете управлять цепочкой светодиодов с током 1 А, рассеивая при этом менее одной десятой ватта от микросхемы! Это существенное отличие от предыдущих примеров с использованием линейной технологии. Существуют также повышающие-понижающие драйверы, которые принимают 5 В (например) в качестве входа и могут управлять цепями светодиодов до 20 В. Они, как правило, не так эффективны, как выпадающий регулятор, но это все же вариант, который следует рассмотреть.

Пример реальной схемы драйвера светодиода

Мы с большим успехом использовали необычный метод управления светодиодами.Он сочетает в себе линейный привод и импульсный привод, предлагая преимущества обоих. Это особенно полезно при большом количестве светодиодов разных цветов.

Например, у нас есть 100 светодиодов 5 разных цветов, каждый на 1 ампер. Входное питание — 24 В постоянного тока, цвета регулируются отдельно. Нам нужно запустить 28 красных (прямое напряжение = 2,1 В), 20 желтых (Vf = 2,5 В), 10 желтых (Vf = 2,8 В), 22 зеленых (Vf = 2,5 В) и 20 белых (Vf = 4 В). Да, это крайний пример — как по потребляемой мощности, так и по количеству светодиодов — но недавно мы разработали плату, похожую на эту!

Вот и много драйверов!

При управлении светодиодами с током 1А очевидным первым выбором для их управления является использование схемы импульсного драйвера светодиода.Проблема, возникающая при таком подходе, заключается в том, что при такой высокой мощности переключающие драйверы смогут управлять только одной цепью каждый. Это означает, что нам потребуется много драйверов на этой плате. Чем больше на плате переключающих драйверов, тем больше шума при переключении. Разделение нитей дает:

1. 11 КРАСНЫЙ, 23,1 В
2. 11 КРАСНЫЙ, 23,1 В
3. 6 КРАСНЫЙ, 12,6 В
4. 9 ЯНТАРНЫЙ, 22,5 В
5. 9 ЯНТАРНЫЙ, 22,5 В
6. 2 ЯНТАРНЫЙ, 5 В
7. 8 ЖЕЛТАЯ, 22.4V
8. 2 ЖЕЛТЫЙ, 5,6 В
9. 8 ЗЕЛЕНЫЙ, 22,5 В
10. 8 ЗЕЛЕНЫЙ, 22,5 В
11. 6 ЗЕЛЕНЫЙ, 15 В
12. 5 БЕЛЫЙ, 20 В
13. 5 БЕЛЫЙ, 20 В
14. 5 БЕЛЫЙ, 206 БЕЛЫЙ
, 20V

Мысль о наличии 15 различных светодиодных драйверов с переключателем на одной печатной плате наверняка вызовет кошмары у любого, кто сталкивается с EMC! Хотя управлять ими таким образом можно, но для этого потребуется обширная фильтрация, гарантирующая отсутствие связи шума переключения на шинах питания.Для этого проекта на задней стороне платы будет большой радиатор. Хотя мы хотели ограничить выделяемое тепло, у нас была некоторая гибкость в нашем дизайне. Я лучше буду заниматься жарой, чем 15 переключателями!

Линейное подключение всех жил от 24 В потребовало бы огромного рассеивания мощности, больше, чем было бы возможно, особенно на коротких жилах. Например, нить номер 6: P = IV = 1A * (24V-5V) = 19W. Удачи вам в поиске стандартного резистора или линейного драйвера для рассеивания 19 Вт мощности!

Альтернативное решение

Мы решили сначала подключить длинные жилы непосредственно от шины 24 В с помощью линейного привода с резисторами.Все цепи 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10, 12, 13, 14 и 15 питаются от 24 В. Белые нити рассеивают больше всего энергии: P = IV = (24-20) * 1 = P = 4W . При использовании резисторов размером 2010 г., каждый из которых может рассеивать 2 Вт (3502, серия CGS), на каждую жилу используются 3 резистора 1,3R, причем каждый резистор рассеивает около 1,3 Вт. Одна из этих жил показана ниже на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема светодиодов с линейным возбуждением, использующая шину 24 В.

Нити 3, 6, 8 и 11 оставлены и слишком короткие для прямого подключения от 24 В.Мы использовали два импульсных понижающих стабилизатора, чтобы понизить напряжение с шины 24 В до шины 6 и 16 В. Шина 16 В напрямую управляет цепями 3 и 11, а шина 6 В — 6 и 8.

Рисунок 7. Импульсный регулятор напряжения понижает напряжение до 6 В. Обратите внимание на фильтр CLC на входе, а также на большую выходную емкость. Это предотвращает сопряжение шума переключения с другими регуляторами.

На рис. 7 показана схема импульсного регулятора, понижающего шину 24 В до 6 В.Эта шина 6 В затем управляет светодиодами точно так же, как шина 24 В. Использование этой комбинации позволяет управлять широким спектром светодиодов с переменным прямым напряжением, сводя к минимуму количество переключаемых регуляторов на плате. Хотя схемы драйвера светодиода рассеивают значительную часть энергии, наше приложение это позволяет.

Заключение

Невозможно иметь универсальный подход к проектированию схем. То же самое и при управлении светодиодами.В этой статье описаны несколько методов, которые можно использовать для управления светодиодами, в зависимости от параметров схемы. Если требуется высокая эффективность — как с точки зрения времени автономной работы, так и с точки зрения рассеивания тепла, — очевидным выбором будет импульсный светодиодный драйвер с постоянным током. Если простота является ключевой, то подход с линейным приводом может быть хорошим вариантом с использованием резисторов или специального драйвера светодиода. Компания MicroType Engineering имеет многолетний опыт работы со сложными светодиодными приложениями. Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как мы можем помочь с вашим следующим дизайном!

Категория: