Подключение к драйверам от этих ламп других более мощных светодиодов с радиатором вывело светодиоды из строя втечение одного дня. И хотя светодиоды с рынка очевидно оказались дерьмом, дело явно не только в них.
Сперва нужно провести замеры и локализовать причину.
В разрыв светодиодов подключён мультиметр в режиме измерения тока (Rизм = 1Ом), параллельно ему включен осциллограф.
Ток около 140ма. Пусковых токов нет. Номинальный ток полуваттных светодиодов 150ма, вроде никакого криминала нет. Но только если не смотреть осциллограммы. Стрелочный прибор показывает 148ма, разница уже говорит о наличии значительной переменной составляющей.
Частота пульсаций около 25кгц, их размах около 100мв. Значит ток колеблется в пределах 100-200ма. Светодиоды допускают импульсы тока значительно превышающие номинальный, чем и пользуются при динамической индикации, но при наличии постоянной составляющей это явно не лучший режим. В добавок видны высокочастотные выбросы размахом около 1 В, то есть кратковременные пульсации могут составлять многие сотни миллиампер.
Переменная составляющая
Вместе с постоянной составляющей
Так жить однозначно нельзя, потому лампу пришлось модернизировать
После чего пульсации стали выглядеть так
Есть основания полагать, что лампа проживёт чуть дольше. Конденсатор установлен 25 сентября, но одна лампа уже проработала пару меяцев и уже давно пережила расцвет сил. Вторая только после замены. Интересно что из этого выйдет.
А вышло вот что: проработав ещё пару месяцев лампа хоть и побила рекорд долгожительства но скончалась. Сгоревший светодиод замкнут, ток питания снижен чтобы ни при каких обстоятельствах не превышать максимальный.
В заключение осталось выяснить почему так.
Вот стабилизатор из этих ламп
Стабилизатор выполнен на CL1501, китайской копии чего-то там, в стандартном включении.
Оригинального справочного листка не обнаружилось, зато полно аналогов.
Как видно, шунтирование электролита плёночным конденсатором не предусмотрено, а китайцы чтут даташит и скурпулёзно исполняют (правда только в вопросах экономии). Не уверен что там стоит хотя бы низкоимпедансный. В его 150 градусности тоже приходится сомневаться.
Принцип работы довольно прост. Он такой же как в старых ключевых стабилизаторах до эпохи повальной ШИМизации.
Напряжение на токоизмерительном сопротивлении подключённом ко входу cs сравнивается с образцовым источником 400мв.
Когда нарастающее(вследствие нарастания тока через дросель) импульсное напряжение на сопротивлении достигает этой величины, выходной транзистор отключается и ток дросселя начинает спадать до нуля. Потом опять открывается и цикл повторяется.
Пиковый ток рассчитыется по формуле: Iпик=400/Rизм
Ток через светодиод: Iсв=Iпик/2
Что практически и наблюдалось на осциллограммах, только конденсатор человеческий надо ставить.
При использовании драйверов с другими светодиодами, нужно учитывать, что они работают только при определённом напряжении на нагрузке. Например, тот что у меня входит в режим стабилизации при напряжении на выходе более 20В. видимо это связано с частотными свойствами драйвера, т.е. ограничением на минимальное время включения, хотя я ещё не разбирался.
Снижение рабочего тока светодиодной лампы.
Как известно из практики , у светодиодов световой поток нелинейно зависит от тока. При близких к максимальным режимах снижение яркости не будет пропорционально снижению мощности, чем я и собираюсь воспользоваться.
Измерительное сопротивление в драйвере равно 1.32 ома и состоит из двух 3,3 и 2,2. Расчётный ток 151ма, как и получилось при замере.
Нужно извлечь резистор 3.3. При 2.2 расчётный ток составляет 91ма.
Как было рассмотрено здесь http://0jihad0.livejournal.com/4227.html
провожу замер и расчёт светового потока оригинальной лампы в условных единицах, получилось 0,616
для доработанной лампы 0,46, Значит световой поток упал на 25%, при том что ток и мощность снижена на 40%. На глаз снижение яркости не сильное, сойдёт.
Теперь о превышении режимов не может быть и речи, если светодиоды всё равно сгорят, значит дело в их качестве.
Увы, бортовая сеть автомобилей B-класса редко подготовлена должным образом для светодиодного освещения. Изложенное ниже является еще одной возможной вариацией решения проблемы сгорающих светодиодных ламп.
Наверняка каждый автовладелец Hyundai Solaris если и не из личного опыта, то со слов других знаком с проблемой постоянно перегорающих светодиодных ламп. К сожалению, штатно нашему автомобилю не полагаются диодные лампы, а значит и бортовая сеть на них не рассчитана. Я лично столкнулся с этой проблемой после установки диодной подсветки заднего номера.
Суть проблемы
На рынке автоэлектрики уже довольно давно изобилуют светодиодные лампы самых разных мощностей под разные цоколи и цели, ассортимент постоянно расширяется, но, увы, это не сильно влияет на качество самих ламп и их адаптацию под автомобили с повышенным напряжением бортовой сети.
Основных причин, по которым светодиодные лампы сначала начинают мерцать, а потом и вовсе сгорают, три:
1. Некачественная пропайка контактов, что приводит к перегреву и выгоранию. Решить эту проблему можно самому подручными средствами (хотя зачастую перепаивание контактов оказывается лишь временной мерой) или просто искать более качественную продукцию от европейских производителей. Всё чаще на рынке встречаются светодиодные лампы с микроконтроллерами, стабилизирующими напряжение. Такие, например, я ставил себе в задний ход.
2. Повышенная температура окружающей среды. Высокая температура может быть вызвана особенностью расположение ламп в осветительном приборе и непосредственной близостью к источнику большого тепла, такого как, например, галогеновая лампа головного света или двигатель. Например, в нелинзованной фаре Hyundai Solaris габаритная лампа близко соседствует с бигалогеновой лампой головного света. При этом температура внутри фары вблизи лампы достигает 90 градусов, что губительно для диодов. Решением такой проблемы может стать только использование термостойких сравнительно дорогих COB-диодов или же термоизоляция от лампы головного света, что крайне сложно реализовать.
3. Повышенное напряжение бортовой сети. Как известно, чем свежее (новее) аккумулятор, тем выше на нём напряжение. На моём годовалом аккумуляторе напряжение 12,75 В, а при запущенном двигателе благодаря генератору оно возрастает аж до 14,55 В. На всех диодных лампах, подходящих нам, вполне четко указано рабочее напряжение 12 В. Увы, зачастую, это не просто рабочее напряжение, а максимально допустимое напряжение. Особенно для китайских и тайваньских ламп, производители которых в буквальном смысле выжимают все соки из несчастных светодиодов, работающих при 12 В на пределе своих возможностей. Ну, а как уже вы догадались, напряжение более 12 В приводит к избыточному току, который убивает светодиоды. Так, за месяц можно успеть поменять несколько ламп и снова обнаружить, что очередной светодиод начал мерцать. Как же быть? Решение именно этой проблемы я хочу осветить подробнее.
Решение
Проблема ясна, теперь о решении. Банально доставив нагрузку в бортовую сеть, тем самым понизив напряжение, мы получим сомнительный эффект, т.к. у светодиодов очень малый диапазон рабочего напряжения (амплитуда составляет в среднем 3-4 В). Таким образом, подобрать нагрузку так, чтобы лампы нормально светили как при запущенном двигателе, так и при заглушенном практически невозможно. В лучшем случае получится крайне тусклый свет при заглушенном и умеренно яркий при включенном, что неприемлемо, а значит нам нужна стабилизация. И в этом случае нам поможет микросхема со стабилизатором напряжения. Эту идею мне подкинул wattawaara, а так же помог с реализацией, за что ему огромное спасибо.
По ГОСТ 29322-92 в сети должно быть напряжение 230 вольт, однако тот же ГОСТ допускает отклонение сетевого напряжения ±10%, то есть допустимо напряжение от 207 до 253 вольт. Впрочем, во многих районах (особенно, сельских) напряжение иногда падает до 180 вольт и ниже.
При пониженном напряжении обычные "лампочки Ильича" светят гораздо тусклее. На нижнем пороге допустимого напряжения 207 вольт, 60-ваттная лампа накаливания, рассчитанная на 230 В, светит, как 40-ваттная на номинальном напряжении (ammo1.livejournal.com/671053.html).
Работа светодиодных ламп на пониженном напряжении зависит от типа используемой электронной схемы (драйвера).
Если в лампе используется простейший RC-драйвер или линейный драйвер на микросхеме, лампа ведёт себя почти так же, как лампа накаливания (светит тусклее при понижении напряжения, а при скачках напряжения в сети её свет "дёргается").
Если же используется IC-драйвер, яркость лампы не меняется при изменении напряжения питания в очень широких пределах. Фактически, у таких ламп есть встроенный стабилизатор.
Если посмотреть на все светодиодные лампы, которые я протестировал в проекте Lamptest.ru, определяя тип драйвера, окажется, что у 3/4 всех ламп IC-драйвер и только у четверти линейный или RC-драйвер. Если же посмотреть только на филаментные лампы, картина резко меняется: из 321 протестированных ламп только у 131 (40%) IC-драйверы.
У большинства ламп с линейным драйвером яркость падает на 5% от номинальной при снижении напряжения до 210-220 В и на 10% при напряжении 200-210В.
Некоторые лампы с IC-драйвером не снижают яркость при падении напряжения даже до 50 вольт, но большинство стабильно работает при напряжении от 150 вольт.
Вот так ведут себя две филаментные лампы (левая с IC-драйвером, правая — с линейным) при изменении напряжения от 230 до 160 вольт.
Я измеряю минимальное напряжение, при котором световой поток лампы падает не более, чем на 5% от номинального. В таблице результатов Lamptest это напряжение указано в столбце "Вмин". Если при снижении напряжения световой поток начинает падать сразу, я указываю линейный (LIN) тип драйвера (столбец "drv"), если световой поток при снижении напряжения стабилен, а потом начинает снижаться, — тип драйвера IC1, если при снижении напряжения лампа выключается, — IC2, если начинает вспыхивать — IC3.
К сожалению, тип драйвера по упаковке лампы и параметрам, приводимым производителями на сайтах, узнать почти невозможно. Отдельные производители пишут на упаковке "IC драйвер". Чаще пишут широкий диапазон напряжения, например "170-260В", но не всегда это соответствует действительности. На Lamptest много ламп, у которых указаны широкие диапазоны напряжений, а фактически в них установлен линейный драйвер и на нижней границе указанного диапазона они горят "вполнакала". Указание узкого диапазона "220-240 В" или просто "230 В" тоже ни о чём не говорит: множество таких ламп построены на IC-драйвере и фактически работают при значительно более низких напряжениях без снижения яркости.
Всё, что я могу посоветовать для определения типа драйвера — смотреть результаты на Lamptest по лампе или её аналогам (тот же производитель, тот же тип, тот же цоколь), если конкретная модель лампы ещё не протестирована.
Конечно, лампы с IC-драйвером лучше. Они не меняют яркость при уменьшении напряжения в сети и их свет не "дёргается" при перепадах напряжения. Кроме того, такой драйвер заведомо лучше защищён от любых перепадов напряжения и в целом более надёжен.
Рекомендую учитывать при выборе светодиодных ламп тип драйвера и по возможности покупать лампы с IC-драйвером.
