Светодиод конденсатор: Расчет конденсатора для светодиода (калькулятор)

Как долго конденсатор Фарада будет светиться светодиодом?

Прямой ответ на вопрос

Прямой ответ на ваш вопрос, при условии, что вы намереваетесь просто подключить конденсатор к светодиоду с помощью последовательного резистора, совсем не время . Это связано с тем, что белый светодиод потребляет более 2,7 В. Проверьте его данные. Эти вещи обычно требуют чуть более 3 В.

Есть два варианта. Простейшим является использование светодиода с более низким падением вперед. Допустим, вы попробуете это с красным светодиодом, который имеет падение напряжения 1,8 В при 20 мА. Это означает, что при полной зарядке через резистор будет 2,7 В — 1,8 В = 900 мВ. Если вы хотите, чтобы максимальная яркость при полном заряде составляла 20 мА, вам нужен резистор 900 мВ / 20 мА = 45 Ом. Давайте выберем общее номинальное значение 47 Ом.

Теперь, когда у нас есть емкость и сопротивление, мы можем вычислить постоянную времени, которая равна 150F x 47 Ом = 7050 с = 118 минут = 2 часа. При полной зарядке светодиод будет почти на полной яркости, который затем будет медленно затухать. Не существует фиксированного предела, при котором он внезапно исчезнет, ​​поэтому мы должны что-то выбрать. Допустим, 5 мА достаточно тускло, чтобы считаться неиспользуемым в вашем приложении. Напряжение на резисторе будет 47Ом x 5 мА = 240 мВ. Используя первое приближение светодиода, имеющего постоянное напряжение, это означает, что напряжение на конденсаторе составляет 2 В.

Теперь вопрос заключается в том, сколько времени потребуется, чтобы затухать с 2,7 В до 2,0 В при постоянной времени 2 часа. Это .3 постоянные времени, или 2100 секунд, или 35 минут. Фактическое значение будет немного больше из-за того, что светодиод также имеет некоторое эффективное последовательное сопротивление и, следовательно, увеличивает постоянную времени.

Лучший способ

Вышесказанное пытается ответить на ваш вопрос, но бесполезно для фонарика. Для фонарика вы хотите как можно дольше держать свет на полной яркости. Это можно сделать с помощью импульсного источника питания, который передает мощность в Ваттах на выход плюс потери, но при различных сочетаниях напряжения и тока. Поэтому мы смотрим на общую доступную и требуемую энергию и не слишком беспокоимся о конкретных вольтах и ​​усилителях.

Энергия в конденсаторе:

Е= C× V22Езнак равноС×В22

Когда C в Фарадах, V в Вольтах, то E в Джоулях.

150 F∗ ( 2,7 В)22= 547 Дж150F*(2,7В)22знак равно547J

Для работы импульсного источника питания потребуется минимальное напряжение. Допустим, он может работать до 1 В. Это представляет некоторую энергию, оставшуюся в крышке, которую схема не может извлечь:

150 F∗ ( 1,0 В)22= 75 Дж150F*(1,0В)22знак равно75J

Таким образом, общая доступная для переключения мощность блока питания составляет 547 Дж — 75 Дж = 470 Дж. Из-за низких напряжений потери в импульсном источнике питания будут довольно высокими. Скажем, в итоге только половина доступной энергии поступает на светодиод. Это оставляет нам 236 Дж, чтобы зажечь светодиод.

Теперь нам нужно посмотреть, сколько энергии нужно светодиоду. Вернемся к исходному белому светодиоду и выберем несколько цифр. Скажем, для хорошего блеска необходимо 3,5 В при 20 мА. Это 3,5 В * 20 мА = 70 мВт. (236 Дж) / (70 мВт) = 3370 секунд или 56 минут. В конце концов, свет довольно быстро погаснет, но до этого момента у вас будет достаточно устойчивая яркость.

Подключение светодиода к сети 220В


Для питания светодиодов необходим источник постоянного тока. Кроме этого, этот ток должен быть стабилизирован. В бытовой сети напряжение 220В, что значительно больше, чем нужно для питания обычных светодиодов. Плюс, это напряжение переменное. Как же совместить несовместимое и подключить светодиод к сети 220В? Нет ничего невозможного, но сначала попробуем разобраться, для чего это подключение может вообще потребоваться.

Прежде всего, речь может идти о подключении мощных источников света. В этом случае совсем простыми способами не обойтись, потребуются специализированные драйвера или аналогичные приборы, которые будут способны выдать стабилизированный ток большой мощности. Оставим этот вариант напоследок.

Также часто бывает необходимо к 220В подключить маломощный индикаторный светодиод — для, собственно, индикации того, что напряжение в данный момент присутствует. Или может потребоваться маломощное дежурное освещение, для которого городить сложную электронику совсем не хочется. В этих случаях, если нужные токи светодиодов не превышают 20-25мА, можно обойтись минимальным количеством дополнительных деталей. Рассмотрим эти подключения подробнее.

Самый простой способ ограничения тока — использование резистора. Этот вариант подойдет и для сети переменного тока с напряжением 220В. Необходимо только учесть один важный нюанс: 220В — это ДЕЙСТВУЮЩЕЕ напряжение. Фактически же напряжение в бытовой сети меняется в более широких пределах — от -310В до +310В. Это, так называемое, АМПЛИТУДНОЕ напряжение. Подробнее, почему так — читайте в Википедии. Для нас же важно, что для расчета значений токоограничиваюжего резистора нужно использовать не действующее, а именно амплитудное значение сети переменного тока, т.е. 310В.

Сопротивление резистора рассчитывается по привычному закону Ома:

R = (Ua — UL) / I, где Ua — амплитудное значение напряжения (310В), UL — падение напряжения на светодиодах, I — требуемая сила тока.

Токоограничивающий резистор должен быть очень мощным, поскольку на нем будет рассеиваться большое количество тепла, которое будет зависеть от рабочего тока и сопротивления резистора:

P = I2 * R

Резистор будет греться и, если окажется, что он не рассчитан на рассеивание того количества тепла, которое на нем выделяется, он достаточно эффектно сгорит. Поэтому про допустимую мощность резистора забывать ни в коем случае не следует, а для реального использования подбирать ее еще и с запасом. Если вам не хочется заниматься собственными расчетами значений резистора, можете воспользоваться «Калькулятором светодиодов».

Простые схемы для подключения светодиода к сети 220В с токоограничивающим резистором

Светодиоды способны выдержать только небольшое обратное напряжение (до 5-6В) и для работы в сети переменного тока им нужна защита. В самом простом случае для этого может быть использован диод, которые включается в цепь последовательно светодиоду. Требования к диоду — он должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 310В и на прямой ток, который нам нужен. Подойдет, например, диод 1N4007 — обратное напряжение 1000В, прямой ток 1А.

Второй вариант — включить диод параллельно светодиоду, но в обратном направлении. В этом случае подойдет любой маломощный диод, например, КД521 или аналогичный. Более того, можно вместо диода подключить второй светодиод (как и изображено на правой схеме). В этом случае они будут защищать друг друга и одновременно светиться.

Для ограничения тока в переменной сети можно использовать и, так называемый, балластный конденсатор. Это неполярный керамический конденсатор, который включается в цепь последовательно. Его допустимое напряжение должно быть, по меньшей мере, с полуторным запасом больше напряжения сети — не менее 400В. Ограничение тока будет зависеть от емкости конденсатора, которая может быть рассчитана по следующей эмпирической формуле:

C = (4,45 * I) / (Ua — UL), где I — требуемый ток в миллиамперах. Значение емкости при этом получится в микрофарадах.

Использование балластного конденсатора для подключения светодиода к сети 220В

В приведенной выше схеме резистор R1 необходим для разряда конденсатора после отключения питания. Без его использования конденсатор C1 заряд в себе сохранит и пребольно ударит, если потом коснуться его выводом. Резистор R2 служит для ограничения начального тока заряда конденсатора C1. Использование его очень желательно, поскольку он продлевает срок службы других деталей, кроме того, при пробое конденсатора он будет служить предохранителем и сгорит первым, защитив остальную часть схемы.

Оставшиеся детали — светодиод D1 и защитный диод D2 уже знакомы нам с предыдущих схем.

Почему не использовать конденсаторы вместо токоограничивающего резистора все время? Дело в том, что высоковольтные конденсаторы достаточно крупные по размеру да и при их использовании резисторы все равно нужны — готовая схема в итоге займет больше места. Преимущество же их в том, что они практически не греются.

Приведенные схемы подключения светодиодов к сети 220В часто используются на практике. Индикаторные светодиоды можно встретить в выключателях с подсветкой.

Схема обычного выключателя с подсветкой

Как можно увидеть, здесь даже не используется защитный диод! Дело в том, что сопротивление резистора очень велико, итоговый ток получается очень небольшой — около 1мА. Светодиод светится совсем не ярко, но этого свечения хватает, чтобы подсветить выключатель в темной комнате.

Схемы с балластным конденсатором используются в простых светодиодных лампах.

Схема светодиодной лампы мощностью до 5Вт

Здесь ток выпрямляется диодным мостом. Резисторы R2 и R3 служат для защиты моста и светодиодов соответственно. Для уменьшения мерцания света используется конденсатор С2.

Как же быть, если к бытовой сети переменного тока необходимо подключить светодиоды общей мощностью в десятки и даже сотни ватт? Самый правильный вариант — использовать специализированные драйвера, которые позволят это сделать. Их можно приобрести уже готовыми или собрать самому. Подробнее об этом написано в статье «Схема драйвера для светодиода от сети 220В».

Есть еще один не совсем правильный, но достаточно простой и работающий способ — можно переделать электронный балласт компактной люминесцентной лампы (обычной домашней энергосберегайки). Несложные манипуляции позволят подключить светодиоды к сети 220В, используя старую лампу, которая стала светить тускло или перестала светить вовсе. Как это сделать — читайте в статье «Простой драйвер светодиода от сети 220В».


Конденсатор | Класс робототехники

Электрический конденсатор (англ. capacitor) — это устройство, которое может накапливать электрический заряд и хранить его некоторое время. Конденсаторы можно найти практически в любом электронном устройстве. Они бывают разных типов и размеров.

На электрических схемах конденсаторы обозначают двумя параллельными черточками. При этом, у полярных конденсаторов около положительного электрода дополнительно ставится плюсик.

Для чего нужен конденсатор?

У этого прибора есть множество применений. Мы не будем перечислять их все, отметим лишь некоторые.

1) Фильтрация пульсаций в цепях питания. Конденсаторы часто ставят на входе и выходе преобразователей напряжения, на входе питания микросхем. В этом случае конденсаторы служат своего рода амортизаторами, которые могут сгладить неровности напряжения, подобно амортизаторам автомобиля, сглаживающим неровности дороги.

2) Времязадающие электрические цепи. Конденсаторы разной ёмкости заряжаются и разряжаются за разное время. Эту особенность используют в устройствах, где необходимо отсчитывать определенные промежутки времени. Например, с помощью резистора и конденсатора задается период и скважность импульса в микросхеме таймера 555 (урок про таймер 555).

3) Датчики прикосновения. В роли одной из обкладок конденсатора может выступить человек. Эту особенность нашего тела используют в своей работе сенсорные кнопки, тачскрины и тачпады некоторых видов.

4) Хранение данных. Конденсаторы применяются для хранения данных в оперативной памяти — ОЗУ (SRAM). Каждый модуль такой памяти содержит миллиарды отдельных конденсаторов, которые могут быть заряжены или разряжены, что интерпретируется как единица или ноль.

И это далеко не все варианты применения этого незаменимого прибора. Попробуем разобраться, как устройство конденсатора позволяет ему выполнять столько полезных функций!

Устройство простейшего конденсатора

Конденсатор состоит их двух металлических пластин — электродов, называемых также обкладками, между которыми находится тонкий слой диэлектрика.

Собственно, все конденсаторы устроены именно таким (или почти таким) образом, разве что меняется материал обкладок и диэлектрика.

Чтобы увеличить ёмкость конденсатора, не увеличивая его размеры, применяют разные хитрости. Например, если мы возьмем две обкладки в виде длинных полосок фольги, проложим между ними хотя бы тот же полиэтилен и свернем все это как рулет, то получится очень компактный прибор с большой ёмкостью. Именно так устроены плёночные конденсаторы.

Если вместо полиэтилена взять бумагу и пропитать её электролитом, то на поверхности фольги образуется тонкий слой оксида, который не проводит ток. Такой конденсатор будет называться электролитическим.

Существует много разных видов конденсаторов: бумажные, плёночные, оксидные алюминиевые и танталовые, вакуумные и т.п. В нашем уроке мы будем использовать оксидные электролитические конденсаторы из-за их большой ёмкости и доступности.

Полярные и неполярные конденсаторы

Очень важным является разделение конденсаторов на полярные и неполярные.

Приборы на основе оксидов: электролитические алюминиевые и танталовые обычно являются полярными, а значит если перепутать их полярность — они выйдут из строя. Причём этот выход из строя будет сопровождаться бурной электрохимической реакций вплоть до взрыва конденсатора.

На полярных конденсаторах всегда имеется маркировка. Как правило на электролитических конденсаторах на корпусе контрастной полосой отмечается отрицательный вывод (катод), у танталовых (в желтых прямоугольных корпусах) полоской помечается положительный вывод (анод). Если есть сомнения в маркировке, то лучше найти документацию на этот конденсатор и убедиться.

Неполярные же конденсаторы можно включать в цепь какой угодно стороной. К примеру, многослойные керамические конденсаторы — неполярные.

Ёмкость и напряжение конденсатора

Теперь обратим внимание на две важные характеристики конденсатора: ёмкость и номинальное напряжение.

Ёмкость конденсатора характеризует способность конденсатора накапливать заряд.  Это как ёмкость банки, в которой хранится, к примеру, вода. Кстати, не зря одним из первых электрических конденсаторов была так называемая Лейденская банка. Она представляла собой обыкновенную стеклянную посуду, снаружи обмотанную фольгой. В банку была налита токопроводящая жидкость — электролит. Фольга и электролит играли роль обкладок, а стекло банки служило тем самым диэлектрическим барьером.

Ёмкость электрического конденсатора измеряют в фарадах. В схемах ёмкость обозначают латинской буквой C. Как правило, ёмкость классических конденсаторов варьируется от нескольких пикофарад (пФ) до нескольких тысяч микрофарад (мкФ). Ёмкость указывается на корпусе конденсатора. Если единицы не указаны — то это пикофарады. Микрофарады часто обозначают как uF — так как буква u внешне похожа на греческую букву мю, которую используют вместо приставки микро.

Существует и особый вид конденсаторов, называемых ионисторами (англ. supercapacitor), которые имеют ёмкость в несколько фарад!  Чем больше ёмкость конденсатора, тем больше энергии в нём может храниться и тем дольше он заряжается, при прочих равных условиях.

Номинальное напряжение — второй важный параметр. Это такое напряжение, при котором конденсатор будет работать весь срок службы без критичного изменения своих параметров. Нельзя применять в 12-вольтовой цепи конденсатор на 6 вольт — он быстро выйдет из строя.

Именно эти два параметра обычно наносят на поверхность корпуса конденсатора. На фотографии ниже изображён электролитический конденсатор ёмкостью 470 мкФ и номинальным напряжением 16 Вольт.

А вот на керамических конденсаторах часто указывают только ёмкость. На картинке ниже конденсатор имеет маркировку 104. Что бы это значило?

Последняя цифра в этом коде — количество нулей после двухзначного числа в начале. 104 = 10 0000 пФ = 100 нФ = 0,1 мкФ

Параллельное и последовательное подключение конденсаторов

Как и в случае резисторов, конденсаторы можно составлять в цепочки. Это бывает нужно, когда в схеме необходима какая-то конкретная ёмкость, а у вас нет такого конденсатора.

Параллельное подключение

В отличие от резисторов, при параллельном подключении конденсаторов их ёмкости складываются. Например, если нам нужно получить ёмкость 3000 мкФ, а у нас есть два конденсатора по 1000 мкФ, и 10 штук по 100 мкФ, смело ставим их параллельно и получаем: 1000*2+100*10 = 2000 + 1000 = 3000 мкФ

Последовательно подключение

При последовательном подключении конденсаторы ведут себя как резисторы, соединённые параллельно. Например, посчитаем суммарную ёмкость двух конденсаторов на 100 мкФ, соединённых последовательно:

Суммарная ёмкость Ctot = 50 мкФ.

Заряд и разряд конденсатора — RC-цепочка

Теперь разберёмся с процессами, происходящими внутри конденсатора во время заряда и разряда. Для этого рассмотрим самую простую электрическую цепь с конденсатором. С левой стороны схемы подключим источник питания. Сверху разместим ключ и резистор, а справа сам конденсатор. Участок цепи, на котором есть конденсатор и резистор называют RC-цепью.

При замыкании ключа, в такой цепи образуется электрический ток, сила которого зависит от сопротивления резистора и внутреннего сопротивления самого конденсатора.  Заряженные частицы устремятся к конденсатору, но не смогут преодолеть слой диэлектрика (по крайней мере все разом). Вследствие чего, с одной стороны конденсатора накопятся отрицательно заряженные частицы, а с другой стороны — положительно заряженные. Концентрация заряженных частиц на обкладках создаст мощное электрическое поле между ними.

С течением времени, напряжение на конденсаторе растет, а сила тока падает. После завершения процесса заряда, ток в цепи упадет почти до нуля. Останется только очень маленький ток утечки, который образуется благодаря тому, что некоторым заряженным частицам всё же удается проскочить через слой диэлектрика. Напряжение, напротив, станет практически равным напряжению источника.

Когда мы отключим конденсатор от источника питания, этот самый ток утечки постепенно разрядит конденсатор. Эта особенность электрических конденсаторов не даёт нам сделать из них контейнер для длительного хранения энергии. Хотя частично эту проблему решают ионисторы.

Резистор и время заряда конденсатора

Зачем в цепи нужен резистор? Что на мешает подключить его напрямую к источнику? Тому есть две причины.

Резистор ограничивает ток, протекающий через конденсатор. Чем меньше заряженных частиц за единицу времени прибывает в конденсатор, тем больше времени для заряда ему потребуется.

Конденсатор заряжается и разряжается по экспоненциальному закону. Зная это, мы можем легко рассчитать время заряда/разряда в зависимости от его ёмкости и от сопротивления резистора.

По картинке можно понять, что за время T конденсатор заряжается на 63,2%. А вот за время 3T уже на 95%. Время T здесь равно произведению ёмкости конденсатора C на сопротивление R, последовательно соединенного резистора:

Например, у нас есть конденсатор ёмкостью 100 мкФ, соединенный с резистором 1 кОм. Посчитаем за сколько секунд он зарядится хотя бы до 95%:

Теперь умножаем это на 3 и получаем 3T = 0,3 секунды — за такое время конденсатор почти полностью будет заряжен.

Таким образом, меняя ёмкость конденсатора и резистора мы можем управлять временем его заряда, что нам ещё пригодится в будущем.

Вторая важная причина, по которой в цепи присутствует резистор — защита источника питания. Дело в том, что разряженные конденсаторы имеют очень низкое внутреннее сопротивление, которое составляет доли Ома. По сути, их можно рассматривать как обычные проводники. А что будет, если замкнуть выводы питания проводником? Будет короткое замыкание! Такой режим работы цепи является аварийным для источника питания, и его нужно всячески избегать.

Плавное выключение светодиода при помощи конденсатора

Проведем небольшой опыт. Для этого соберем на макетной плате цепь с кнопкой, конденсатором и светодиодом. В качестве источника питания используем контакты питания Ардуино Уно.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Подключим Ардуино  к питанию. Затем, нажмем кнопку и светодиод практически мгновенно загорится.  Отпустим кнопку — светодиод медленно начнет гаснуть. Почему так происходит?

Сразу после подключения нашей схемы к источнику питания, в ней начинают происходит интересные процессы.

Как уже говорилось ранее, пока конденсатор пустой, ток через него максимален. Следовательно, конденсатор начинает стремительно набирать заряд. При этом светодиоду, который подключен параллельно, ничего не достается 🙁 Напряжение на нем близко к нулю.

С течением времени конденсатор насыщается, благодаря чему ток начинает постепенно переходить в параллельную цепь — через светодиод. Напряжение на светодиоде начинает расти. Наступает момент, когда напряжение на светодиоде принимает критическое значение (для красного светодиода около 1,8 В), при котором он стремительно отбирает остатки тока у конденсатора и вспыхивает!

Когда мы отпускаем кнопку, ситуация становится гораздо проще. Конденсатор становится источником питания для светодиода с резистором. Светодиод начинает медленно высасывать заряд из конденсатора, пока тот не разрядится. Тут мы и наблюдаем медленно угасание.

Меняя сопротивление R1, мы можем влиять на скорость вспыхивания светодиода. Однако, следует учитывать, что увеличивая R1 мы будем снижать ток в цепи, тем самым уменьшая максимальный заряд конденсатора и яркость светодиода.

Увеличивая C1, мы получим более длительное время работы светодиода после выключения источника. Это как поставить более ёмкую батарейку.

Наконец, меняя R2 можно регулировать яркость светодиода, и соответственно, время его работы. Ведь чем меньше тока мы забираем из конденсатора, тем на большее время его хватит.

К размышлению

Итак, мы познакомились с конденсатором — интересным и порой опасным жителем любой электронной платы. В следующих уроках уделим внимание резистору и индуктивности, а также более сложному их собрату — транзистору.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Светодиодные лампы, как они устроены

Прежде чем понять, как устроена светодиодная лампа на 220 вольт, нужно разобраться, что она собой представляет и в чем ее преимущество перед лампами накаливания или люминесцентными светильниками.

Преимущества энергосберегающих ламп

Преимущества энергосберегающих ламп широко известны. В первую очередь это собственно низкое потребление энергии, а кроме того высокая надежность. В настоящее время наиболее широко распространены люминесцентные лампы. Такая лампа, потребляющая мощность 20 Ватт, дает такую же освещенность как стоваттная лампа накаливания. Нетрудно подсчитать, что экономия электроэнергии получается в пять раз.

В последнее время в производстве осваиваются светодиодные лампы. Показатели экономичности и долговечности у них намного выше, чем у люминесцентных ламп. В этом случае электроэнергии потребляется в десять раз меньше, чем лампами накаливания. Долговечность же светодиодных ламп может достигать 50-ти и более тысяч часов.

Источники света нового поколения, конечно, стоят дороже простых ламп накаливания, но потребляют значительно меньшую мощность и обладают повышенной долговечностью. Два последних показателя призваны скомпенсировать дороговизну ламп новых типов.

Практические схемы светодиодных ламп

В качестве первого примера можно рассмотреть устройство светодиодной лампы разработанной фирмой «СЭА Электроникс» с применением специализированных микросхем. Электрическая схема такой лампы показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема светодиодной лампы

Еще десять лет назад светодиоды можно было использовать только в качестве индикаторов: сила света составляла не более 1,5…2 микрокандел. Сейчас появились сверхяркие светодиоды, у которых сила излучения доходит до нескольких десятков кандел.

При использовании мощных светодиодов совместно с полупроводниковыми преобразователями появилась возможность создания источников света, выдерживающих конкуренцию с лампами накаливания. Подобный преобразователь и показан на рисунке 1. Схема достаточно проста и содержит небольшое количество деталей. Это достигнуто за счет применения специализированных микросхем.

Первая микросхема IC1 BP5041 — AC/DC преобразователь. Ее структурная схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Структурная схема BP5041.

Микросхема выполнена в корпусе типа SIP показанный на рисунке 3.

Рисунок 3.

Преобразователь, подключенный к осветительной сети 220В, обеспечивает на выходе напряжение 5В при токе около 100 миллиампер. Подключение к сети производится через выпрямитель, выполненный на диоде D1 (в принципе возможно использование мостовой схемы выпрямителя) и конденсаторе C3. Резистор R1 и конденсатор C2 устраняют импульсные помехи.

Все устройство защищено предохранителем F1, номинал которого не должен превышать указанный на схеме. Конденсатор C3 предназначен для сглаживания пульсаций выходного напряжения преобразователя. Следует заметить, что выходное напряжение не имеет гальванической развязки от сети, что в данной схеме совсем не нужно, но требует особой внимательности и соблюдения правил техники безопасности при изготовлении и наладке.

Конденсаторы C3 и C2 должны быть на рабочее напряжение не менее 450 В. Конденсатор C2 должен быть пленочным или керамическим. Резистор R1 может иметь сопротивление в пределах 10…20 Ом, что достаточно для нормальной работы преобразователя.

Использование данного преобразователя позволяет отказаться от применения понижающего трансформатора, что значительно уменьшает габариты всего устройства в целом.

Отличительной особенностью микросхемы BP5041 является наличие встроенной катушки индуктивности как показано на рисунке 2, что позволяет уменьшить количество навесных деталей и в целом размеры монтажной платы.

В качестве диода D1 подойдет любой диод с обратным напряжением не менее 800 В и выпрямленным током не менее 500 мА. Таким условиям вполне удовлетворяет широко распространенный импортный диод 1N4007. на входе выпрямителя установлен варистор VAR1 типа FNR-10K391. Его назначение защита всего устройства от импульсных помех и статического электричества.

Вторая микросхема IC2 типа HV9910 представляет собой ШИМ стабилизатор тока для суперярких светодиодов. При помощи внешнего MOSFET транзистора ток может устанавливаться в пределах от нескольких миллиампер до 1А. Этот ток задается резистором R3 в цепи обратной связи. Микросхема выпускается в корпусах SO-8 (LG) и SO-16 (NG). Ее внешний вид показан на рисунке 4, а на рисунке 5 структурная схема.

Рисунок 4. Микросхема HV9910.

Рисунок 5. Структурная схема микросхемы HV9910.

С помощью резистора R2 частота внутреннего генератора может изменяться в диапазоне 20…120 КГц. При указанном на схеме сопротивлении резистора R2 она будет около 50 КГц.

Дроссель L1 предназначен для накопления энергии в то время, когда транзистор VT1 открыт. Когда транзистор закроется, то энергия, накопленная в дросселе, через высокоскоростной диод Шоттки D2 отдается светодиодам D3…D6.

Здесь самое время вспомнить о самоиндукции и правиле Ленца. Согласно этому правилу индукционный ток имеет всегда такое направление, что его магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, которое (изменение) вызвало этот ток. Поэтому направление ЭДС самоиндукции имеет направление противоположное направлению ЭДС источника питания. Именно поэтому светодиоды включены в обратную сторону по отношению к питающему напряжению (вывод 1 микросхемы IC2, обозначенный на схеме как VIN). Таким образом светодиоды излучают свет за счет ЭДС самоиндукции катушки L1.

В данной конструкции применены 4 сверхярких светодиода типа TWW9600, хотя вполне возможно применение других типов светодиодов производства других фирм.

Для управления яркостью светодиодов в микросхеме имеется вход PWM_D, ШИМ – модуляция от внешнего генератора. В этой схеме такая функция не используется.

При самостоятельном изготовлении такой светодиодной лампы следует воспользоваться корпусом с винтовым цоколем размера E27 от негодной энергосберегающей лампы, мощностью не менее 20 Вт. Внешний вид конструкции показан на рисунке 6.

Рисунок 6. Самодельная светодиодная лампа.

Хотя описанная схема достаточно проста, рекомендовать ее для самостоятельного изготовления можно не всегда: либо не удастся купить указанные на схеме детали, либо недостаточная квалификация сборщика. Некоторые просто могут испугаться: «А вдруг у меня не получится?». Для подобных ситуаций можно предложить еще несколько вариантов более простых как по схемотехнике, так и в вопросе приобретения деталей.

Простая светодиодная лампа для изготовления в домашних условиях

Более простая схема светодиодной лампы показана на рисунке 7.

Рисунок 7.

На этой схемы видно, что для питания светодиодов используется мостовой выпрямитель с емкостным балластом, который ограничивает выходной ток. Такие источники питания экономичны и просты, не боятся коротких замыканий, их выходной ток ограничивается емкостным сопротивлением конденсатора. Подобные выпрямители часто называют стабилизаторами тока.

Роль емкостного балласта на схеме выполняет конденсатор C1. При емкости 0,47 мкФ рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 630В. Емкость его рассчитана так, чтобы ток через светодиоды был около 20 мА, что является для светодиодов оптимальным значением.

Пульсации выпрямленного мостом напряжения сглаживаются электролитическим конденсатором C2. Для ограничения зарядного тока в момент включения служит резистор R1, который также выполняет функцию предохранителя в аварийных ситуациях. Резисторы R2 и R3 предназначены для разряда конденсаторов C1 и C2 после отключения устройства от сети.

Для уменьшения габаритов рабочее напряжение конденсатора C2 выбрано всего 100 В. В случае обрыва (перегорания) хотя бы одного из светодиодов конденсатор C2 зарядится до напряжения 310 В, что неизбежно приведет к его взрыву. Для защиты от подобной ситуации этот конденсатор зашунтирован стабилитронами VD2, VD3. Их напряжение стабилизации может быть определено следующим образом.

При номинальном токе через светодиод в 20 мА на нем создается падение напряжения в зависимости от типа в пределах 3,2…3,8 В. (Подобное свойство в некоторых случаях позволяет использовать светодиоды в качестве стабилитронов). Поэтому нетрудно подсчитать, что если в схеме используется 20 светодиодов, то падение напряжения на них составит 65…75 В. Именно на таком уровне будет ограничено напряжение на конденсаторе C2.

Стабилитроны следует выбрать так, чтобы суммарное напряжение стабилизации было несколько выше падения напряжения на светодиодах. В этом случае при нормальном режиме работы стабилитроны будут закрыты, и на работу схемы влиять не будут. Указанные на схеме стабилитроны 1N4754A имеют напряжение стабилизации 39 В, а включенные последовательно – 78 В.

При обрыве хотя бы одного из светодиодов стабилитроны откроются и напряжение на конденсаторе C2 будет стабилизировано на уровне 78 В, что явно ниже рабочего напряжения конденсатора С2, поэтому взрыва не произойдет.

Конструкция самодельной светодиодной лампы показана на рисунке 8. как видно из рисунка она собрана в корпусе от негодной энергосберегающей лампы с цоколем Е-27.

Рисунок 8.

Печатная плата, на которой размещаются все детали выполняется из фольгированного стеклотекстолита любым из доступных в домашних условиях способов. Для установки светодиодов на плате просверлены отверстия диаметром 0,8 мм, а для остальных деталей 1,0 мм. Чертеж печатной платы показан на рисунке 9.

Рисунок 9. Печатная плата и расположение деталей на ней.

Расположение деталей на плате показано на рисунке 9в. Все детали, кроме светодиодов устанавливаются со стороны платы, где нет печатных дорожек. На этой же стороне устанавливается перемычка, также показанная на рисунке.

После установки всех деталей со стороны фольги устанавливаются светодиоды. Монтаж светодиодов следует начинать от средины платы, постепенно передвигаясь к периферии. Светодиоды должны быть запаяны последовательно, то есть плюсовой вывод одного светодиода соединяется с отрицательным выводом другого.

Диаметр светодиода может быть любым в пределах 3…10 мм. При этом следует выводы светодиодов оставлять длиной не менее 5 мм от платы. В противном случае светодиоды можно просто перегреть при пайке. Длительность пайки, как рекомендуют во всех руководствах, не должна превышать 3-х секунд.

После того, как плата будет собрана и налажена, ее выводы надо подпаять к цоколю, а саму плату вставить в корпус. Кроме указанного корпуса возможно применение более миниатюрного корпуса, однако при этом придется уменьшить размеры печатной платы, не забывая, однако, о габаритах конденсаторов С1 и С2.

Самая простая схема светодиодной лампы

Такая схема показана на рисунке 10.

Рисунок 10. Самая простая схема светодиодной лампы.

Схема содержит минимальное количество деталей: всего 2 светодиода и гасящий резистор. На схеме видно, что светодиоды включены встречно – параллельно. При таком включении каждый из них защищает другой от обратного напряжения, которое у светодиодов невелико, и напряжение сети явно не выдержит. Кроме того такое двойное включение увеличит частоту мерцания светодиодной лампы до 100 Гц, что будет не заметно на глаз и не будет утомлять зрение. Здесь достаточно вспомнить, как в целях экономии подключали через диод обычные лампы накаливания, например, в подъездах. На зрение они действовали весьма неприятно.

Если нет в наличии двух светодиодов, то один из них можно заменить обычным выпрямительном диодом, который защитит излучающий диод от обратного напряжения сети. Направление его включения должно быть тем же, что и у недостающего светодиода. При таком включении частота мерцания светодиода составит 25 Гц, что будет заметно на глаз, как уже было описано чуть выше.

Для ограничения тока через светодиоды на уровне 20 мА резистор R1 должен иметь сопротивление в пределах 10…11 КОм. При этом его мощность должна быть не менее 5 ватт. Для уменьшения нагрева его можно составить из нескольких, лучше всего трех, резисторов мощностью 2 Вт.

Светодиоды можно применить те же, что были упомянуты в предыдущих схемах или какие удастся приобрести. При покупке следует точно узнать марку светодиода, чтобы определить его номинальный прямой ток. Исходя из величины этого тока, и подбирается сопротивление резистора R1.

Конструкция лампы, собранная по этой схеме мало отличается от двух предыдущих: ее также можно изготовить в корпусе от негодной энергосберегающей люминесцентной лампы. Простота схемы даже не предполагает наличия печатной платы: детали могут быть соединены навесным монтажом, поэтому, как говорят в таких случаях, конструкция произвольная.

Ранее ЭлектроВести писали, что Верховная Рада приняла во втором чтении и в целом законопроект № 2098 о внесении изменений в переходные положения закона «О рынке электроэнергии» относительно поставок электроэнергии для обеспечения функционирования совместного имущества многоквартирных жилых домов.

По материалам: electrik.info.

Дежурное освещение на светодиодах / Хабр

Часто, в разных местах, требуется освещение типа «лишь бы не полная тьма». Например, лестничная клетка многоквартирного дома, где иголки на полу искать не требуется, а достаточно лишь минимального света, чтобы не оступиться или иметь возможность попасть ключом в замочную скважину. Обычно, в таких случаях, вкручивается либо 20-40 ваттная «лампочка Ильича» или «экономичная» на 7-9Ватт. Лампа накаливания имеет свойство часто перегорать, а «экономички», просто, банально крадут (у меня с лестничной клетки, за 3 года, стырили штук пять, мною вкрученных — мелочь, но неприятно). Если вам нужен экономичный и защищенный от воровства (ну, скажем так, более защищенный, чем просто лампочка) источник света, то читайте дальше.

Для освещения будем использовать мощные светодиоды 0,5 Ватт калибра 7.62мм (да-да, тот самый), они достаточно ярки и им не нужен внешний дополнительный радиатор, в отличие от более мощных собратьев «звёздочек» по 1-3 Ватта. В моей конструкции используются четырёхногие белые светодиоды 7,62мм 100мА с углом рассеивания 140°. Падение напряжения на светодиоде возьмём ~3.3В. Питать будем от сети 230Вольт. По закону Ома, величина гасящего сопротивления должна быть (230В-3.3*3)/0.1А=2200Ом. Рассеиваемая на нём мощность, соответственно, составит более 20Ватт. Резистор, с такими параметрами, имеет весьма внушительные размеры и, к тому же, будет сильно греться. Мы пойдём другим путём и используем в качестве сопротивления конденсатор.

Классическая схема с гасящим конденсатором.
Из курса электротехники известно, что конденсатор в цепи переменного тока имеет реактивное сопротивление Xc=1/(2πfC), где f-частота, C — ёмкость конденсатора. Чтобы получить сопротивление конденсатора в районе 2200Ом при частоте 50Гц, ёмкость должна быть C=1/(2*3. 14*50*2200)=0.0000014Фарад. или ~1.4мкФ. Это очень грубый расчет, где не берётся во внимание наличие в схеме выпрямительного моста и сглаживающего конденсатора. Сделаем запас на прочность, взяв ток в 75% от расчётного (яркости светодиодов будет достаточно, а режим их работы станет более щадящим), и возьмём конденсатор ёмкостью 1мкФ. Яркости будет достаточно даже при 0.68мкФ.
ВНИМАНИЕ! В качестве гасящих рекомендую использовать только специальные помехоподавляющие конденсаторы класса X2, на напряжение не менее 250Вольт. Обычно такие конденсаторы имеют прямоугольную форму и много всяких значков-сертификатов на корпусе.Использование неподходящих конденсаторов может привести к пожару!
Резистор 220 Ом уменьшает бросок тока через конденсатор, при включении. Ведь, разряженный конденсатор, в момент включения, имеет очень маленькое сопротивление и, через всю схему, на доли секунды, протекает очень большой ток. Дополнительно, для защиты светодиодов от бросков тока в момент включения и в процессе работы, в схему включены электролитический конденсатор и мощный стабилитрон.
Макет «на весу»:

Для изготовления понадобятся:

  • небольшая разветкоробка (корпус)
  • 3 светодиода 0,5 Ватт 100мА
  • диодный мостик на напряжение не менее 400В и ток 1-2А)
  • стабилитрон на 5Ватт 14-15 Вольт (такой запас не повредит)
  • электролитический конденсатор 100мкФ на напряжение 100В
  • конденсатор (класса X2) 0.68-1мкФ на напряжение не менее 250В
  • резистор 1-2 Ватта на 150-200 Ом.
  • предохранитель на 1-2 Ампера (на всякий пожарный)
  • колодка (клеммник) на два контакта

ВНИМАНИЕ! При работе устройства все элементы схемы находятся под опасным для жизни напряжением! Соблюдайте технику безопасности и осторожность! Даже при полном отключении от сети, конденсатор продолжительное время сохраняет заряд. При касании его выводов можно получить неприятный удар током. Параллельно гасящему конденсатору можно подключить резистор сопротивлением 500КОм — 1МОм, он будет разряжать конденсатор при выключении.

Данное устройство освещает мою лестничную клетку уже в течении трёх месяцев и не вызывало нареканий.

Использованные материалы:
1) Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором — журнал «Радио» за 1997 год, Nr. 5, с. 48 — 50.

Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания. . Обзоры товаров из Китая.

Блок питания с гасящим конденсатором представляет собой простейший вариант запитать какое нибудь маломощное устройство.

При всей своей простоте он имеет и два минуса:
1. Он гальванически связан с сетью! потому такие БП используются там, где нет вероятности прикосновения к контактам.
2. Такой Бп имеет не очень большой выходной ток. При увеличении выходного тока надо увеличивать емкость гасящего конденсатора и его габариты становятся существенными.

Внимание, будьте очень аккуратны, не прикасайтесь к контактам этого БП когда он включен.

Простейшая схема данного БП выглядит так:

Как можно увидеть из схемы, последовательно с сетью стоит конденсатор. Он то и является балластом,, на котором гасится часть напряжения.
Конденсатор не пропускает постоянный ток, но так как в сети переменный и конденсатор в итоге постоянно перезаряжется, то и получается, что в таком случае ток на выходе есть. Причем сила тока напрямую зависит от емкости конденсатора.

Собственно потому для расчета емкости конденсатора необходимо знать как минимум выходной ток нашего будущего БП, причем надо учесть и потребление стабилизатора, обычно это несколько мА.

И так. Есть две формулы, сложная и простая.
Сложная — подходит для расчета при произвольном выходном напряжении.
Простая — подходит в ситуациях, когда выходное напряжение не более 10% от входного.
I — выходной ток нашего БП
Uвх — напряжение сети, например 220 Вольт
Uвых — напряжение на выходе БП (или до стабилизаторе если такой есть), например 12 Вольт.
С — собственно искомая емкость.

Например я хочу сделать БП с выходным током до 150мА. Пример схемы приведен выше, вариант применения — радиопульт с питанием 5 Вольт + реле на 12 Вольт.
Подставляем наши 0.15 Ампера и получаем емкость 2.18мкФ, можно взять ближайший номинал из стандартных — 2,2мкФ, ну или «по импортному» — 225.

Все как бы вроде хорошо, схема простая, но есть несколько минусов, которые надо исключить:
1. Бросок тока при включении может сжечь диодный мост.
2. При выходе из строя конденсатора может быть КЗ
3. Если оставить как есть, то вполне можно получить разряд от входного конденсатора, так как на нем может долго присутствовать напряжение даже после отключения БП от сети.
4. При снятии нагрузки напряжение на конденсаторе до стабилизатора поднимется до довольно большого значения.

Решения:
1. Резистор R1 последовательно с конденсатором
2. Предохранитель 0.5 Ампера.
3. Резистор R2 параллельно конденсатору.
4. Супрессор на 12 Вольт параллельно конденсатору после диодного моста. Я не рекомендую здесь использовать стабилитроны, супрессоры рассчитаны на большую мощность рассеивания и схема будет работать надежнее.

На схеме красным цветом я выделил новые компоненты, синим — небольшое дополнение в виде светодиода.

Но гасящие конденсаторы используют часто и в дешевых светодиодных лампах. Это плохо, так как у таких ламп меньше надежность и часто высокие пульсации света.
Ниже упрощенный вариант схемы такой лампы.

Попробуем рассчитать емкость для такого применения, но так как напряжение на выходе будет явно больше чем 1/10 от входного, то применим первую формулу.
В качестве выходного напряжения я заложил 48 Вольт, 16 светодиодов по 3 Вольта на каждом. Конечно это все условно, но близко к реальности.
Ток — 20мА, типичный максимальный ток для большинства индикаторных светодиодов.

У меня вышло, что необходим конденсатор емкостью 0.298 мкФ. Ближайший из распространенных номиналов — 0.27 или 0.33мкФ. Первый встречается гораздо реже, а второй уже будет давать превышение тока, потому можно составить конденсатор из двух параллельных, например по 0.15мкФ. При параллельном включении емкость складывается.

С емкостью разобрались, осталось еще пара моментов:
1. Напряжение конденсатора
2. Тип конденсатора.

С напряжением все просто, можно применить конденсатор на 400 Вольт, но надежнее на 630, хоть они и имеют больше размер.

С типом чуть сложнее. Для такого применения лучше использовать конденсаторы, которые изначально предназначены для такого использования, например К73-17, CL21, X2
На фото конденсатор CL21

А это более надежный вариант, не смотрите что на нем указано 280 Вольт, у него это значение переменного действующего напряжения и он будет работать надежнее, чем К73-17 или CL21.

Такие конденсаторы могут выглядеть и так

А вот теперь можно еще раз внимательно посмотреть, что надо для того, чтобы собрать такой «простой» блок питания и решить, нужен ли он.
В некоторых ситуациях да, он поможет, но он имеет кучу минусов, потому на мой взгляд лучше применить просто небольшой импульсный блок питания, который уже имеет стабилизированное выходное напряжение, гальваническую изоляцию и больший выходной ток.
Как пример таких блоков питания я могу дать ссылку на подробный обзор четырех вариантов, с тестами, схемами и осмотров.

Но можно поступить еще лучше. Сейчас получили распространение монолитные блоки питания. По сути кубик, в котором находится миниатюрный БП
Например HLK-PM01 производства Hi-link, стоимостью около двух долларов за штуку.

Или их китайский аналог TSP-05 производства Tenstar robot. Они немного дешевле, 1.93 доллара за штуку.
Практика показала, что качество у них сопоставимое.

Как я писал выше, они представляют из себя импульсный Бп в модульном исполнении. БП в пластмассовом корпусе залитый эпоксидной смолой.
Выпускаются на разные напряжения и способны поддерживать его на довольно стабильном уровне.

Внутренности поближе, на фото вариант от Hi-link

На этом вроде все. Надеюсь, что статья была полезна, постараюсь и в будущем находить интересные темы. Также интересны пожелания, что хотелось бы видеть в рубрике — Начинающим.

ЗАДЕРЖКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ LED СВЕТА

Вот очень простая и практичная схема. Она состоит из транзистора и еще 4-х простых компонентов (резисторы-конденсаторы). Её можно использовать в качестве задержки выключения салонного светильника автомобиля, или где ещё. Она может питаться от любого напряжения от 4 до 15 вольт и управлять до 78 светодиодами высокой яркости при питании 12 В (или 104 светодиода при 15 В).

Более того, вместо того, чтобы отключать светодиоды по истечении времени задержки, эта схема будет медленно затемнять светодиоды, пока они не погаснут полностью, создавая таким образом приятный для глаз эффект.

Чтобы упростить задачу, разобью схему на две части. Первой частью будет контроллер, который не зависит от того, какой источник питания используется. Другая часть — это светодиоды. Далее будет несколько различных конфигураций для разных напряжений и количества светодиодов. Итак, вот контроллер:

  • R1    Резистор 47 Ом 1/4 Вт
  • R2    Резистор 2.2 кОм 1/4 Вт
  • R3    Потенциометр 500 кОм
  • C1    Электролитический конденсатор 100 мкФ 25 В
  • Т1    2N2222 транзистор NPN

Резистор R1 защищает конденсатор от перегрузки по току при нажатии кнопки. R2 и R3 будут определять время, в течение которого транзистор будет подавать ток на светодиоды, поскольку они фактически определяют разряд конденсатора. Следует быть очень осторожным с разъемом «светодиоды», поскольку транзистор не защищен от перегрузки по току. Если этот разъем по какой-либо причине заземлен без ограничительного резистора, то транзистор немедленно сгорит. К этому разъему подключаются светодиоды. В зависимости от источника питания и светодиодов которые хотите зажечь, можете выбрать соединение из приведенных ниже предложений.

Обратите внимание, что эта схема относится к светодиодам с рабочим током 30 мА и падением напряжения 3,6 В. Если у вас разные светодиоды, нужно самостоятельно рассчитать защитный резистор.

Чтобы настроить время задержки выключения, поиграйте с потенциометром R3. Более высокое сопротивление означает больше времени для выключения светодиодов. Можно еще больше увеличить время задержки выключения, заменив конденсатор C1. Например 220 мкФ, 470 мкФ или больше. Чем больше емкость, тем больше задержка выключения. Только имейте в виду, что если планируете использовать схему с питанием 15 Вольт, не используйте конденсатор с пределом 16 В — берите напряжение 25 В или больше.

Источник питания 5 Вольт

Для экономии места на каждой следующей схеме отмечу первую линию буквой RP для защитного резистора и LED (LED1, LED2 …) для светодиодов. Эта линейка может быть продублирована несколько раз в зависимости от тока. Отмечу вторую линию RPN для защитного резистора и LEDN (LEDN1, LEDN2 …) для светодиодов.

При питании от 5 вольт в каждом ряду может находиться только один светодиод, так как каждый светодиод падение имеет 3,6 вольт. Защитный резистор для каждого ряда должен быть 47 Ом. Каждая линия потребляет около 25 мА. Транзистор 2N2222 может обрабатывать до 800 мА. Таким образом, с блоком питания 5 В вы можете управлять до 33 рядов светодиодов, что означает, что вы можете управлять 33 светодиодами.

Источник питания 9 Вольт

При напряжении питания 9 В, в каждом ряду может быть по 2 светодиода. Ограничивающий резистор для каждого ряда составляет 68 Ом, и потребляется ток 25 мА. Это означает, что транзистор может питать 33 линии светодиодов. Таким образом, с источником питания 9 В схема может управлять до 66 светодиодов.

Источник питания 12 Вольт

При питании от 12 В в каждом ряду может быть по 3 светодиода. Ограничивающий резистор для каждого ряда составляет 47 Ом, и потребляется ток 30 мА. Это означает, что транзистор может питать 26 линий светодиодов. Таким образом, с источником питания 12 В схема может управлять 78 светодиодами.

Источник питания 15 Вольт

При напряжении питания 15 В каждый ряд может иметь 4 светодиода. Ограничивающий резистор для каждого ряда составляет 20 Ом, и потребляется ток 30 мА. Это означает что транзистор может питать 26 линий светодиодов. Таким образом, при напряжении питания 15 В схема может управлять 104 светодиодами.

   Форум по автоматике

   Форум по обсуждению материала ЗАДЕРЖКА ВЫКЛЮЧЕНИЯ LED СВЕТА

Выбор правильного конденсатора для увеличения срока службы светодиодов

Тщательный выбор конденсаторов, основанный на правильном знании их технических характеристик, необходим для обеспечения того, чтобы они не снижали срок службы светодиодной продукции.

Шрути Мишра

Системы светодиодного освещения

за прошедшие годы значительно улучшились с точки зрения качества и эффективности. Чтобы повысить эстетическую привлекательность архитектурных пространств, светодиодные светильники в наши дни становятся более гладкими, элегантными и утонченными.Но одна вещь, которая осталась неизменной в этой эволюции светодиодов, — это их базовая конструкция, которая состоит из светодиодного чипа, микросхем и конденсаторов.
Поскольку светодиоды известны своей надежностью и более длительным сроком службы, использование практически любой схемы или компонента с ними может отрицательно сказаться на их надежности. Для достижения максимальной световой отдачи производители светодиодов [Чтобы найти полный список производителей светодиодных ламп в Индии, щелкните здесь], как правило, используют высокоэффективные драйверы светодиодов, в которых используются долговечные конденсаторы.Среди всех электронных компонентов, используемых в драйвере светодиодов, конденсаторы имеют самый высокий уровень отказов, поскольку они более уязвимы к электрическим, механическим или внешним воздействиям, хотя при правильном использовании они чрезвычайно надежны. Конденсаторы
обычно используются в драйверах светодиодов для сглаживания и уменьшения пульсаций, исходящих от источника питания. Правильный выбор конденсаторов для светодиодных систем освещения помогает избежать мерцания, устраняет чрезмерное нагревание и обеспечивает долговечность светодиодных фонарей.

Что следует учитывать перед покупкой конденсатора
Чтобы выбрать подходящий конденсатор, следует учитывать один важный фактор — это номинальное напряжение. Каждый конденсатор имеет максимальное номинальное напряжение, поэтому при выборе конденсатора для светодиодов необходимо учитывать величину напряжения, приложенного к конденсатору. Рабочее напряжение всех конденсаторов полностью зависит от типа используемого диэлектрического материала и его толщины.

Что произойдет, если вы выберете неправильный конденсатор?
Выбор неправильного конденсатора может отрицательно повлиять на любую схему светодиода из-за трещин, образованных в диэлектрическом материале этих конденсаторов.Это явление известно как пробой диэлектрика и является одной из основных причин выхода из строя конденсаторов. Если приложенное к конденсатору напряжение становится слишком высоким, диэлектрический материал разрушается, образуя дугу между пластинами конденсатора, что приводит к короткому замыканию.

Типы конденсаторов, которые используются в светодиодной промышленности
Электролитические конденсаторы
Эти конденсаторы всегда остаются популярным выбором из-за их низкой стоимости. Это тип поляризованного конденсатора, который сглаживает напряжение, поступающее на драйвер светодиода, а также ток, протекающий через светодиоды, так что они не мерцают на высокой скорости.
Наиболее распространенным типом электролитических конденсаторов является алюминиевый конденсатор. Он предлагает большую емкость на объем, чем любой другой тип.

[Щелкните здесь, чтобы найти индийских дистрибьюторов электролитических конденсаторов]

Ограничения: Электролитические конденсаторы очень чувствительны к температуре. Присутствующий внутри них электролит имеет форму геля, который постепенно испаряется из-за тепла, выделяемого во время работы. Более высокие рабочие температуры ускоряют испарение и, следовательно, сокращают срок службы конденсатора.

Керамические конденсаторы: они подпадают под категорию неполяризованных конденсаторов и широко используются для создания изящных светодиодных конструкций. Множественные керамические слои расположены и сжаты в виде блока, что уменьшает размер печатных плат. Эти конденсаторы демонстрируют стабильную работу при высоких температурах с улучшенной влагостойкостью.

[Ищете дистрибьюторов керамических конденсаторов в Индии? Нажмите здесь, чтобы найти их]

Ограничения: Керамические конденсаторы, работающие со схемой диммера с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), могут вызывать акустический шум и мерцание света из-за пьезоэлектрических эффектов внутри керамического материала.Еще одним потенциальным препятствием является то, что керамический конденсатор треснет при перенапряжении, что может вызвать обрыв или короткое замыкание. Кроме того, эти конденсаторы не очень гибкие, что делает их более восприимчивыми к механическим воздействиям.

Пленочные конденсаторы: это еще один тип неполяризованных конденсаторов, которые содержат изолирующую пластиковую пленку в качестве диэлектрика. Производители светодиодов предпочитают пленочные конденсаторы другим разновидностям, потому что они обладают уникальной способностью восстанавливаться после электрического пробоя.У них отличные высокочастотные и температурные характеристики, как правило, намного лучше, чем у керамических конденсаторов.
Еще одна причина их популярности в светодиодной индустрии заключается в том, что они хорошо совместимы с новейшими методами сборки светодиодов. Ключевые преимущества пленочных конденсаторов по сравнению с керамическими, алюминиево-электролитическими и танталовыми конденсаторами — это высокая надежность, экстремальные импульсные токи, жесткие допуски, низкое диэлектрическое поглощение и небольшое изменение емкости независимо от приложенного напряжения.

[Щелкните здесь, чтобы найти дистрибьюторов пленочных конденсаторов в Индии]

Ограничения: Во-первых, их характеристики по напряжению ухудшаются при высокой температуре. Во-вторых, эти конденсаторы не подходят для наружного освещения, поскольку они не могут выдерживать влажную среду и, таким образом, демонстрируют снижение сопротивления изоляции.
В-третьих, они имеют низкую диэлектрическую проницаемость, что означает, что они имеют тенденцию быть большими по сравнению с их емкостью по сравнению с другими популярными керамическими и алюминиевыми электролитическими конденсаторами.

Несколько продуктов, доступных на рынке

Модель: Серия LE, Производитель: CapXon
Компания CapXon представила серию электролитических конденсаторов LE, которые обеспечивают высокую надежность и сверхдлительный срок службы в системах светодиодного освещения. Эти продукты, доступные в Великобритании от Components Bureau, работают в расширенном диапазоне температур от -40˚C до + 105˚C, что делает их подходящими для светодиодных драйверов, питающих системы наружного освещения. Эта серия предлагает более длительный срок службы, чем серия FL, используемая в электронных пускорегулирующих аппаратах и ​​энергосберегающих светильниках.

Ключевые особенности

  • Диапазон рабочих температур: от -40 ° C до + 105 ° C
  • Диапазон номинального напряжения: 160 В ~ 450 В постоянного тока
  • Диапазон номинальной емкости: от 1 до 68 мкФ
  • Допуск емкости: ± 20% (120 Гц, + 20 ° C)

Контакт: www.capxon-europe.com


Модель: PG — LL9, Производитель: Alcon Electronics
Alcon производит широкий ассортимент алюминиевых электролитических конденсаторов с винтовыми клеммами и номинальным напряжением от 50 до 500 В постоянного тока.Соблюдение современных производственных технологий и использование новейшего оборудования обеспечивает хорошее качество и широкий диапазон номинальных значений емкости.

Ключевые особенности

  • Диапазон напряжения: от 315 В до 450 В постоянного тока
  • Размер тары: от 50 ϕ x 80 мм до 90 ϕ x 220 мм
  • Диапазон рабочих температур: от -40 ° C до + 85 ° C
  • Емкость: от 1000 до 20000 MFD
  • Допуск ± 20%

Контакт: www.alconelectronics.com


Модель: Конденсатор полипропиленовой пленки, Производитель: Neotroniks Pvt Ltd
В конденсаторах этих типов в качестве диэлектрического материала используется полиэстер.Они идеально подходят для импульсных, логических и временных схем, а также для светодиодного освещения. Они также используются в высокочастотных цепях и электронных балластах.

Ключевые особенности

  • Допуск: 20, 10 и 5 процентов
  • Коэффициент рассеяния <= 0,001 при 1 кГц при 25 ° C (типичное значение: 0,004)
  • Испытательное напряжение: 2,5 x Vr в течение 2 секунд
  • Макс. нарастание импульса: 1000 В / мкс
  • Диапазон температур: от -25 ° C до + 85 ° C
  • Сопротивление изоляции:> = 50 G для C <= 0.33 мкФ при 25 ° C

Контакт: www.elciarcapacitors.com


Модель: AVG, Производитель: Illinois Capacitor
Illinois Capacitor Алюминиевые полимерные конденсаторы предлагают очень низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) полимера с более высокими максимальной рабочей температурой и номинальным напряжением. Из-за их низкого ESR один алюминиево-полимерный конденсатор может заменить до трех алюминиевых электролитических конденсаторов. По сравнению с большинством других полимерных конденсаторов, источники в Illinois Capacitor заявляют, что их продукция рассчитана на более высокие температуры (до 125 ° C), до 160 Вт постоянного тока и более высокие значения CV (емкость x напряжение).Продукты очень устойчивы к температуре и обладают хорошими высокочастотными характеристиками. Помимо светодиодного освещения, эти конденсаторы также используются в телекоммуникационных и силовых установках.

Ключевые особенности

  • Диапазон рабочих температур: от -55 ° C до + 125 ° C
  • Допуск емкости: +20% при 120 Гц, 20 ° C
  • Коэффициент рассеяния: 120 Гц, 20 ° C: максимум 12%
  • Ресурс нагрузки: 2000 часов (1500 часов для WVDC> 35 В) при 125 ° C с номинальным WVDC

Контактное лицо: www.illinoiscapacitor.com


Модель: Радиальный электролитический конденсатор, Производитель: Shanghai Yongming Electronic Co. Ltd
Этот алюминиевый электролитический конденсатор от Shanghai Yongming Electronic Co. Ltd разработан для высокотехнологичных источников питания и других электронных устройств. Эти конденсаторы используются в современных источниках питания, розетках, дорожных фонарях, светодиодных устройствах питания, драйверах светодиодов, светодиодных лампах, светодиодном освещении, измерителях мощности и счетчиках энергии.

Ключевые особенности

  • Диапазон рабочих температур: ≤100 В постоянного тока: -55 ° C ~ + 105 ° C; 160 В ~ 500 В постоянного тока: -40 ° C ~ + 105 ° C;
  • Диапазон напряжения: 6.3 В ~ 500 В постоянного тока;
  • Диапазон емкости: 0,47 мкФ ~ 4700 мкФ
  • Допуск емкости: ± 20%
  • Ток пульсации: высокий (≈15 мА / Вт)

Контакт: www.sh-ymin.com

[Щелкните здесь, чтобы найти дистрибьюторов всех типов конденсаторов в Индии]

Аккумуляторы

— Установка конденсатора в электрическую схему приводит к потускнению светодиода — Почему?

Так что я тоже сомневался в этом и провел некоторое исследование, и я придумал кое-что, что я не уверен в правильности

Электронный поток — причина того, что светодиод загорается, а затем гаснет
но не от электронов, исходящих от батареи, а от металлических пластин, расположенных внутри конденсатора

сохранить заметку
Последовательная цепь на самом деле не замкнута, конденсатор имеет диэлектрический материал, препятствующий протеканию тока через

Прежде всего, обе пластины внутри конденсатора нейтральны, но как только вы подключаете батарею, электроны с пластин конденсатора притягиваются к положительно заряженной стороне батареи.и что он сам является током (поток электронов)

, когда полярность пластин конденсатора меняется, и электроны покидают одну из нейтральных пластин (p1), чтобы перейти на положительно заряженную сторону батареи и отталкиваться от отрицательно заряженной стороны батареи к другой нейтральной пластине (p2), заставляя его становиться отрицательно заряженным, эти электроны создают ток, зажигая светодиод.

, но на пластине не так много электронов, поэтому в конечном итоге нейтральная пластина теряет большую часть или все свои электроны, а другая пластина приобретает электроны.когда на одной из пластин заканчиваются электроны, ток прекращается, что объясняет, почему светодиод в конце концов перестает светиться

, а затем после того, как вы зарядили свой конденсатор, одна пластина имеет много электронов (отрицательно заряжена), а другая — нехватка электронов, поэтому больше протонов (положительно заряженных)
и они оба притягиваются друг к другу внутри конденсатора, они стремятся «соединиться» или «прикоснуться» (из-за отсутствия лучшего слова)
но косяк из-за диэлектрического материала

, поэтому единственный способ для них соприкоснуться или дотянуться друг до друга — это если клеммы соединены каким-либо проводящим материалом.
поэтому, когда вы последовательно подключаете светодиод к цепи, электроны теперь могут достигать протонов (положительная пластина)
поэтому они текут внутри проводника, создавая ток
поэтому, когда вы кладете нагрузку, такую ​​как светодиод, ток течет, хотя светодиод загорается, но на короткое время

, то обе пластины достигают нейтрального состояния, одна положительно заряженная пластина получила электроны, а отрицательно заряженная пластина потеряла электроны.затем ток прекращается, когда поток электронов прекращается

Я посмотрел видео ElectroBOOM о конденсаторах и несколько запросов в Google.
помогает с пониманием

Как построить простую схему мигающего светодиода с конденсатором, транзистором и двумя резисторами

Вот как мигает светодиод, состоящий только из светодиода, конденсатора, транзистора и двух резисторов. Этот пост является дополнением к сообщению Дика Каппеля «Простейшая схема светодиодного мигалки». Я добавил диаграмму Фритцинга и несколько фотографий и видео в высоком разрешении, чтобы вы могли быстро построить схему.Большинство других видео в Интернете сняты очень давно и по большей части не в фокусе. Вы увидите группу людей, которые просят сфокусированное видео в комментариях к этому видео. Надеюсь, этот подробный пост поможет.

Вот что вам понадобится:

  • Макет
  • 1 светодиод
  • 1 транзистор PN2222 — Я использовал резистор NPN, но вы можете использовать PNP, вам просто нужно повернуть его и использовать заземление вместо питания для его источника. Вот хорошее видео, которое описывает разницу между NPN и PNP.
  • 1 x Конденсатор — Размер конденсатора определяет скорость мигания. Я экспериментировал с 100 мкФ / 6,3 В и 1000 мкФ / 10 В, и оба работали.
  • 1 резистор 1 кОм
  • 1 резистор 100 Ом
  • Источник питания 12 В — я использовал 8 батареек АА, соединенных последовательно. Я также пробовал с источниками питания 6 и 9 В, но он работал только с 12 В.

Макетная плата

[

  • Подключите батареи последовательно (минус соединен с плюсом)

  • Подключите резистор 1 кОм от плюса к ряду в середине платы.>

  • Подключите положительный вывод конденсатора к резистору 1 кОм, а отрицательный провод к земле>

  • Подключите эмиттер транзистора между резистором 1 кОм и положительным выводом конденсатора. Подключаем коллектор через пару дырок. Не подключайте базу. Держите транзистор плоской стороной к себе. Штифт слева — эмиттер, штифт справа — коллектор, штифт посередине — база. Хорошая диаграмма, объясняющая это.>

  • Подключите положительный провод светодиода (длинный) к коллектору транзистора, а отрицательный провод подключите к резистору 100 Ом и подключите его к земле.>

Вот и все. Он должен начать мигать.

Вот видео, как это работает.

А вот фото схемы крупным планом.

Йон

Конденсаторы

— learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное

Любимый

73

Введение

Конденсатор — это двухконтактный электрический компонент.Наряду с резисторами и катушками индуктивности они являются одними из наиболее важных пассивных компонентов, которые мы используем. Вам придется очень внимательно поискать схему, в которой нет конденсатора.

Особенностью конденсаторов является их способность накапливать энергию; они похожи на полностью заряженную электрическую батарею. Колпачки, как мы их обычно называем, имеют самые разные критические применения в схемах. Общие приложения включают локальное накопление энергии, подавление скачков напряжения и комплексную фильтрацию сигналов.

Рассмотрено в этом учебном пособии

В этом руководстве мы рассмотрим всевозможные темы, связанные с конденсаторами, в том числе:

  • Как делается конденсатор
  • Как работает конденсатор
  • Единицы емкости
  • Типы конденсаторов
  • Как распознать конденсаторы
  • Как емкость сочетается последовательно и параллельно
  • Общие применения конденсаторов

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники.Прежде чем перейти к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (по крайней мере, бегло просмотреть) эти:


Обозначения и единицы

Условные обозначения цепей

Есть два распространенных способа изобразить конденсатор на схеме. У них всегда есть две клеммы, которые подключаются к остальной цепи. Символ конденсаторов состоит из двух параллельных линий, которые могут быть плоскими или изогнутыми; обе линии должны быть параллельны друг другу, близко друг к другу, но не соприкасаться (это фактически показывает, как сделан конденсатор.Сложно описать, проще просто показать:

(1) и (2) — стандартные обозначения цепи конденсатора. (3) представляет собой пример символов конденсаторов в действии в цепи регулятора напряжения.

Символ с изогнутой линией (№2 на фото выше) указывает на то, что конденсатор поляризован, что означает, что это, вероятно, электролитический конденсатор. Подробнее об этом в разделе о типах конденсаторов этого руководства.

Каждый конденсатор должен сопровождаться названием — C1, C2 и т. Д.. — и стоимость. Значение должно указывать на емкость конденсатора; сколько там фарадов. Кстати о фарадах …

Единицы измерения емкости

Не все конденсаторы одинаковы. Каждый конденсатор имеет определенную емкость. Емкость конденсатора говорит вам, сколько заряда он может хранить, большая емкость означает большую емкость для хранения заряда. Стандартная единица измерения емкости называется фарад, сокращенно Ф.

.

Получается, что фарад — это много емкости, даже 0.001F (1 миллифарад — 1 мФ) — большой конденсатор. Обычно вы увидите конденсаторы с номиналом от пико- (10 -12 ) до микрофарад (10 -6 ).

9029d Fan

9029d 9029

Когда вы переходите к диапазону емкости от фарада до килофарада, вы начинаете говорить о специальных конденсаторах, называемых супер- или ультраконденсаторами.


Теория конденсаторов

Примечание. Информация на этой странице не является критичной для понимания новичками в области электроники…и это немного усложняется к концу. Мы рекомендуем прочитать раздел «Как делается конденсатор», остальные, вероятно, можно пропустить, если они вызывают у вас головную боль.

Как делается конденсатор

Схематический символ конденсатора на самом деле очень похож на то, как он сделан. Конденсатор состоит из двух металлических пластин и изоляционного материала, называемого диэлектриком. Металлические пластины расположены очень близко друг к другу, параллельно, но между ними находится диэлектрик, чтобы они не соприкасались.

Ваш стандартный конденсаторный сэндвич: две металлические пластины, разделенные изолирующим диэлектриком.

Диэлектрик может быть изготовлен из любых изоляционных материалов: бумаги, стекла, резины, керамики, пластика или всего, что препятствует прохождению тока.

Пластины изготовлены из проводящего материала: алюминия, тантала, серебра или других металлов. Каждый из них подключен к клеммному проводу, который в конечном итоге подключается к остальной части схемы.

Емкость конденсатора — сколько в нем фарад — зависит от того, как он устроен.Для большей емкости требуется конденсатор большего размера. Пластины с большей площадью перекрытия поверхности обеспечивают большую емкость, в то время как большее расстояние между пластинами означает меньшую емкость. Материал диэлектрика даже влияет на то, сколько фарад имеет колпачок. Полная емкость конденсатора может быть рассчитана по формуле:

Где ε r — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (постоянное значение, определяемое материалом диэлектрика), A — площадь, на которой пластины перекрывают друг друга, а d — расстояние между пластинами.

Как работает конденсатор

Электрический ток — это поток электрического заряда, который электрические компоненты используют, чтобы загораться, вращаться или делать то, что они делают. Когда ток течет в конденсатор, заряды «застревают» на пластинах, потому что они не могут пройти через изолирующий диэлектрик. Электроны — отрицательно заряженные частицы — засасываются одной из пластин, и она становится в целом отрицательно заряженной. Большая масса отрицательных зарядов на одной пластине отталкивает, как заряды, на другой пластине, делая ее заряженной положительно.

Положительный и отрицательный заряды на каждой из этих пластин притягиваются друг к другу, потому что это то, что делают противоположные заряды. Но с диэлектриком, сидящим между ними, как бы они ни хотели соединиться, заряды навсегда останутся на пластине (до тех пор, пока им не будет куда-то идти). Стационарные заряды на этих пластинах создают электрическое поле, которое влияет на электрическую потенциальную энергию и напряжение. Когда заряды группируются на таком конденсаторе, крышка накапливает электрическую энергию так же, как батарея может накапливать химическую энергию.

Зарядка и разрядка

Когда на пластинах конденсатора сливаются положительный и отрицательный заряды, конденсатор становится заряженным. Конденсатор может сохранять свое электрическое поле — удерживать свой заряд — потому что положительный и отрицательный заряды на каждой из пластин притягиваются друг к другу, но никогда не достигают друг друга.

В какой-то момент обкладки конденсатора будут настолько заряжены, что просто не смогут принимать больше. На одной пластине достаточно отрицательных зарядов, чтобы они могли отразить любые другие, которые попытаются присоединиться.Здесь вступает в игру емкость (фарады) конденсатора, которая говорит вам о максимальном количестве заряда, которое может хранить конденсатор.

Если в цепи создается путь, который позволяет зарядам найти другой путь друг к другу, они выйдут из конденсатора, и он разрядится.

Например, в схеме ниже можно использовать батарею для создания электрического потенциала на конденсаторе. Это вызовет нарастание одинаковых, но противоположных зарядов на каждой из пластин, пока они не станут настолько полными, что оттолкнут ток от протекания.Светодиод, расположенный последовательно с крышкой, может обеспечивать путь для тока, а энергия, запасенная в конденсаторе, может использоваться для кратковременного освещения светодиода.

Расчет заряда, напряжения и тока

Емкость конденсатора — сколько в нем фарад — говорит вам, сколько заряда он может хранить. Сколько заряда в настоящее время хранит конденсатор, зависит от разности потенциалов (напряжения) между его пластинами. Это соотношение между зарядом, емкостью и напряжением можно смоделировать с помощью следующего уравнения:

Заряд (Q), накопленный в конденсаторе, является произведением его емкости (C) и приложенного к нему напряжения (V).

Емкость конденсатора всегда должна быть постоянной известной величиной. Таким образом, мы можем регулировать напряжение, чтобы увеличивать или уменьшать заряд крышки. Больше напряжения означает больше заряда, меньше напряжения … меньше заряда.

Это уравнение также дает нам хороший способ определить значение одного фарада. Один фарад (F) — это способность хранить одну единицу энергии (кулоны) на каждый вольт.

Расчет тока

Мы можем пойти дальше по уравнению заряда / напряжения / емкости, чтобы выяснить, как емкость и напряжение влияют на ток, потому что ток — это скорость потока заряда.Суть отношения конденсатора к напряжению и току такова: величина тока, проходящего через конденсатор, зависит как от емкости, так и от того, как быстро напряжение растет или падает. Если напряжение на конденсаторе быстро растет, через конденсатор будет индуцироваться большой положительный ток. Более медленный рост напряжения на конденсаторе означает меньший ток через него. Если напряжение на конденсаторе стабильное и неизменное, через него не будет проходить ток.

(Это уродливо, и это касается исчисления.Это не все, что нужно, пока вы не углубитесь в анализ во временной области, проектирование фильтров и другие грубые вещи, поэтому переходите к следующей странице, если вас не устраивает это уравнение.) Уравнение для расчета тока через конденсатор выглядит следующим образом: :

Часть dV / dt этого уравнения представляет собой производную (причудливый способ сказать мгновенную скорость) напряжения во времени, это эквивалентно выражению «насколько быстро напряжение растет или падает в этот самый момент». Большой вывод из этого уравнения заключается в том, что если напряжение стабильно, производная равна нулю, что означает, что ток также равен нулю.Вот почему ток не может течь через конденсатор, поддерживающий постоянное постоянное напряжение.


Типы конденсаторов

Существуют всевозможные типы конденсаторов, каждый из которых имеет определенные особенности и недостатки, которые делают его лучше для одних приложений, чем для других.

При выборе типа конденсатора необходимо учитывать несколько факторов:

  • Размер — Размер с точки зрения физического объема и емкости. Конденсатор нередко является самым большим компонентом в цепи.Также они могут быть очень маленькими. Для большей емкости обычно требуется конденсатор большего размера.
  • Максимальное напряжение — Каждый конденсатор рассчитан на максимальное падение напряжения на нем. Некоторые конденсаторы могут быть рассчитаны на 1,5 В, другие — на 100 В. Превышение максимального напряжения обычно приводит к разрушению конденсатора.
  • Ток утечки — Конденсаторы не идеальны. Каждая крышка склонна пропускать небольшое количество тока через диэлектрик от одного вывода к другому.Эта крошечная потеря тока (обычно наноампер или меньше) называется утечкой. Утечка заставляет энергию, накопленную в конденсаторе, медленно, но верно истощаться.
  • Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — выводы конденсатора не проводят на 100%, они всегда будут иметь небольшое сопротивление (обычно менее 0,01 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда через колпачок проходит большой ток, вызывая потери тепла и мощности.
  • Допуск

  • — Конденсаторы также не могут иметь точную, точную емкость.Каждая крышка будет рассчитана на свою номинальную емкость, но, в зависимости от типа, точное значение может варьироваться от ± 1% до ± 20% от желаемого значения.

Конденсаторы керамические

Наиболее часто используемый и производимый конденсатор — керамический конденсатор. Название происходит от материала, из которого сделан их диэлектрик.

Керамические конденсаторы обычно малы как физически, так и по емкости. Трудно найти керамический конденсатор больше 10 мкФ.Керамический колпачок для поверхностного монтажа обычно находится в крошечных корпусах 0402 (0,4 мм x 0,2 мм), 0603 (0,6 мм x 0,3 мм) или 0805. Керамические колпачки со сквозными отверстиями обычно выглядят как маленькие (обычно желтые или красные) лампочки с двумя выступающими клеммами.

Две крышки в сквозном радиальном корпусе; конденсатор 22 пФ слева и 0,1 мкФ справа. Посередине — крошечная крышка 0,1 мкФ 0603 для поверхностного монтажа.

По сравнению с не менее популярными электролитическими крышками керамические конденсаторы являются более близкими к идеальным конденсаторам (гораздо более низкие значения ESR и токи утечки), но их малая емкость может быть ограничивающей.Обычно они также являются наименее дорогим вариантом. Эти колпачки хорошо подходят для высокочастотной связи и развязки.

Электролитический алюминий и тантал

Электролитики

хороши тем, что они могут вместить большую емкость в относительно небольшой объем. Если вам нужен конденсатор емкостью от 1 мкФ до 1 мФ, вы, скорее всего, найдете его в электролитической форме. Они особенно хорошо подходят для высоковольтных приложений из-за их относительно высокого максимального номинального напряжения.

Алюминиевые электролитические конденсаторы, самые популярные из семейства электролитических, обычно выглядят как маленькие жестяные банки с обоими выводами, выходящими снизу.

Ассортимент электролитических конденсаторов сквозного и поверхностного монтажа. Обратите внимание, что у каждого из них есть метод маркировки катода (отрицательный вывод).

К сожалению, электролитические крышки обычно поляризованы. У них есть положительный вывод — анод — и отрицательный вывод, называемый катодом. Когда напряжение подается на электролитический колпачок, анод должен иметь более высокое напряжение, чем катод.Катод электролитического конденсатора обычно обозначается знаком «-» и цветной полосой на корпусе. Ножка анода также может быть немного длиннее, как еще один признак. Если на электролитический колпачок подать обратное напряжение, они выйдут из строя (с треском и разрывом) и навсегда. После лопания электролитик будет вести себя как короткое замыкание.

Эти колпачки также известны своей утечкой, позволяя небольшим токам (порядка нА) проходить через диэлектрик от одного вывода к другому.Это делает электролитические колпачки менее чем идеальными для хранения энергии, что, к сожалению, с учетом их высокой емкости и номинального напряжения.

Суперконденсаторы

Если вы ищете конденсатор, предназначенный для хранения энергии, не ищите ничего, кроме суперконденсаторов. Эти колпачки имеют уникальную конструкцию и обладают очень высокой емкостью в диапазоне фарад.

Суперконденсатор 1Ф (!). Высокая емкость, но рассчитана только на 2,5 В. Обратите внимание, что они также поляризованы.

Несмотря на то, что они могут хранить огромное количество заряда, суперкаперы не справляются с очень высокими напряжениями.Этот суперконденсатор 10F рассчитан только на максимальное напряжение 2,5 В. Любое большее, чем это, разрушит его. Суперэлементы обычно устанавливаются последовательно для достижения более высокого номинального напряжения (при уменьшении общей емкости).

Основное применение суперконденсаторов заключается в хранении и высвобождении энергии, например в батареях, которые являются их основным конкурентом. Хотя суперконденсаторы не могут удерживать столько энергии, сколько батарея того же размера, они могут высвобождать ее намного быстрее и обычно имеют гораздо больший срок службы.

прочие

Электролитические и керамические крышки покрывают около 80% типов конденсаторов (а суперкапсы только около 2%, но они супер!).Другим распространенным типом конденсаторов является пленочный конденсатор, который отличается очень низкими паразитными потерями (ESR), что делает их идеальными для работы с очень высокими токами.

Есть много других менее распространенных конденсаторов. Переменные конденсаторы могут создавать различные емкости, что делает их хорошей альтернативой переменным резисторам в схемах настройки. Скрученные провода или печатные платы могут создавать емкость (иногда нежелательную), потому что каждый состоит из двух проводников, разделенных изолятором. Лейденские банки — стеклянная банка, наполненная проводниками и окруженная ими — это О.Г. семейства конденсаторных. Наконец, конечно, конденсаторы потока (странная комбинация катушки индуктивности и конденсатора) имеют решающее значение, если вы когда-нибудь планируете вернуться в дни славы.


Последовательные / параллельные конденсаторы

Подобно резисторам, несколько конденсаторов могут быть объединены последовательно или параллельно для создания комбинированной эквивалентной емкости. Конденсаторы, однако, складываются совершенно противоположно резисторам.

Параллельные конденсаторы

Когда конденсаторы размещаются параллельно друг другу, общая емкость — это просто сумма всех емкостей.Это аналогично тому, как резисторы добавляются последовательно.

Так, например, если у вас есть три конденсатора номиналом 10 мкФ, 1 мкФ и 0,1 мкФ, подключенные параллельно, общая емкость будет 11,1 мкФ (10 + 1 + 0,1).

Конденсаторы серии

Подобно тому, как резисторы сложно добавить параллельно, конденсаторы становятся странными при последовательном соединении. Общая емкость N конденсаторов, соединенных последовательно, является обратной суммой всех обратных емкостей.

Если у вас есть только два конденсатора последовательно, вы можете использовать метод «произведение над суммой» для расчета общей емкости:

Если продолжить это уравнение, если у вас есть два конденсатора с одинаковым номиналом, соединенные последовательно, общая емкость составляет половину их значения.Например, два последовательно соединенных суперконденсатора по 10Ф дадут общую емкость 5Ф (это также даст возможность удвоить номинальное напряжение всего конденсатора с 2,5 В до 5 В).


Примеры применения

Существует множество приложений для этого изящного маленького (на самом деле, обычно они довольно большие) пассивного компонента. Чтобы дать вам представление об их широком диапазоне использования, вот несколько примеров:

Конденсаторы развязки (байпаса)

Многие конденсаторы, которые вы видите в схемах, особенно те, которые имеют интегральную схему, развязаны.Задача развязывающего конденсатора — подавить высокочастотный шум в сигналах источника питания. Они снимают с источника напряжения крошечные колебания напряжения, которые в противном случае могли бы нанести вред чувствительным микросхемам.

В каком-то смысле развязывающие конденсаторы действуют как очень маленький локальный источник питания для микросхем (почти как источник бесперебойного питания для компьютеров). Если в источнике питания очень быстро падает напряжение (что на самом деле довольно часто, особенно когда цепь, которую он питает, постоянно переключает требования к нагрузке), разделительный конденсатор может кратковременно подавать питание с правильным напряжением.Вот почему эти конденсаторы также называют байпасными конденсаторами; они могут временно действовать как источник питания, минуя источник питания.

Разделительные конденсаторы подключаются между источником питания (5 В, 3,3 В и т. Д.) И землей. Нередко использование двух или более конденсаторов разного номинала, даже разных типов, для обхода источника питания, потому что некоторые номиналы конденсаторов будут лучше, чем другие при фильтрации определенных частот шума.

На этой схеме три развязывающих конденсатора используются для уменьшения шума в источнике напряжения акселерометра.Две керамические 0,1 мкФ и одна танталовая электролитическая 10 мкФ разделенные функции развязки.

Хотя кажется, что это может привести к короткому замыканию между питанием и землей, только высокочастотные сигналы могут проходить через конденсатор на землю. Сигнал постоянного тока поступит на микросхему, как и нужно. Другая причина, по которой они называются шунтирующими конденсаторами, заключается в том, что высокие частоты (в диапазоне кГц-МГц) обходят ИС, а не проходят через конденсатор, чтобы добраться до земли.

При физическом размещении развязывающих конденсаторов они всегда должны располагаться как можно ближе к ИС.Чем дальше они находятся, тем менее эффективны.

Вот схема физической схемы из схемы выше. Крошечная черная ИС окружена двумя конденсаторами по 0,1 мкФ (коричневые крышки) и одним электролитическим танталовым конденсатором 10 мкФ (высокая прямоугольная крышка черного / серого цвета).

В соответствии с передовой инженерной практикой всегда добавляйте хотя бы один развязывающий конденсатор к каждой ИС. Обычно хорошим выбором является 0,1 мкФ или даже дополнительные конденсаторы на 1 мкФ или 10 мкФ. Это дешевое дополнение, и они помогают убедиться, что микросхема не подвергается сильным провалам или скачкам напряжения.

Фильтр источника питания

Диодные выпрямители

могут использоваться для преобразования переменного напряжения, выходящего из вашей стены, в постоянное напряжение, необходимое для большинства электронных устройств. Но сами по себе диоды не могут превратить сигнал переменного тока в чистый сигнал постоянного тока, им нужна помощь конденсаторов! Добавив параллельный конденсатор к мостовому выпрямителю, выпрямленный сигнал будет таким:

Может быть преобразован в сигнал постоянного тока близкого к уровню, например:

Конденсаторы — упрямые компоненты, они всегда будут пытаться противостоять резким перепадам напряжения.Конденсатор фильтра будет заряжаться по мере увеличения выпрямленного напряжения. Когда выпрямленное напряжение, поступающее в конденсатор, начинает быстро снижаться, конденсатор получит доступ к своему банку накопленной энергии, и он будет очень медленно разряжаться, передавая энергию нагрузке. Конденсатор не должен полностью разрядиться, пока входной выпрямленный сигнал не начнет снова увеличиваться, заряжая конденсатор. Этот танец разыгрывается много раз в секунду, многократно, пока используется источник питания.

Цепь питания переменного тока в постоянный.Крышка фильтра (C1) имеет решающее значение для сглаживания сигнала постоянного тока, посылаемого в цепь нагрузки.

Если вы разорвите любой блок питания переменного тока в постоянный, вы обязательно найдете хотя бы один довольно большой конденсатор. Ниже показаны внутренности настенного адаптера постоянного тока на 9 В. Заметили там конденсаторы?

Конденсаторов может быть больше, чем вы думаете! Есть четыре электролитических крышки, похожие на жестяную банку, в диапазоне от 47 мкФ до 1000 мкФ. Большой желтый прямоугольник на переднем плане — это высоковольтный колпачок из полипропиленовой пленки 0,1 мкФ.И синяя дискообразная крышка, и маленькая зеленая посередине — керамические.

Хранение и поставка энергии

Кажется очевидным, что если конденсатор накапливает энергию, одно из множества его применений — подача этой энергии в цепь, как аккумулятор. Проблема в том, что конденсаторы имеют гораздо меньшую плотность энергии, чем батареи; они просто не могут вместить столько же энергии, как химическая батарея того же размера (но этот разрыв сокращается!).

Положительным моментом конденсаторов является то, что они обычно служат дольше, чем батареи, что делает их лучшим выбором с экологической точки зрения.Они также способны выдавать энергию намного быстрее, чем аккумулятор, что делает их подходящими для приложений, которым требуется короткий, но большой всплеск мощности. Вспышка камеры может получать питание от конденсатора (который, в свою очередь, вероятно, заряжался от аккумулятора).

Батарея или конденсатор?

Имя префикса Сокращение Вес Эквивалентные фарады
Пикофарад pF 10 -12 0.000000000001 10 9029 -12 0,000000000002 9029d 9029d 0,000000001 F
Микрофарад мкФ 10 -6 0.000001 F
Милифарад mF 10 -3 0,001 F
Килофарад kF 10 3 1000

Батарея Конденсатор
Емкость
Плотность энергии

Фильтрация сигналов

Конденсаторы

обладают уникальной реакцией на сигналы различной частоты.Они могут блокировать низкочастотные компоненты или компоненты сигнала постоянного тока, позволяя при этом проходить более высоким частотам. Они как вышибалы в очень эксклюзивном клубе только для высоких частот.

Фильтрация сигналов может быть полезна во всех видах приложений обработки сигналов. Радиоприемники могут использовать конденсатор (среди других компонентов) для отключения нежелательных частот.

Другой пример фильтрации сигнала конденсатора — пассивные кроссоверные схемы внутри громкоговорителей, которые разделяют один аудиосигнал на множество.Последовательный конденсатор блокирует низкие частоты, поэтому оставшиеся высокочастотные части сигнала могут поступать на твитер динамика. При прохождении низких частот в цепи сабвуфера высокие частоты в основном могут быть шунтированы на землю через параллельный конденсатор.

Очень простой пример схемы кроссовера аудио. Конденсатор блокирует низкие частоты, а катушка индуктивности блокирует высокие частоты. Каждый из них может использоваться для доставки нужного сигнала настроенным аудиодрайверам.

Снижение рейтинга

При работе с конденсаторами важно проектировать свои схемы с конденсаторами, которые имеют гораздо более высокий допуск, чем потенциально самый высокий скачок напряжения в вашей системе.

Вот отличное видео от инженера SparkFun Шона о том, что происходит с различными типами конденсаторов, когда вы не можете снизить номинальные характеристики конденсаторов и превысить их максимальное напряжение. Вы можете узнать больше о его экспериментах здесь.


Покупка конденсаторов

Накопите эти небольшие компоненты накопителя энергии или используйте их в качестве начального блока питания.

Наши рекомендации:

Комплект конденсаторов SparkFun

В наличии

КОМПЛЕКТ-13698

Это комплект, который предоставляет вам базовый ассортимент конденсаторов, чтобы начать или продолжить возиться с электроникой. Нет мес…

9

Конденсатор керамический 0.1 мкФ

Нет на складе

COM-08375

Это очень распространенный конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Используется во всевозможных приложениях для разъединения микросхем от источников питания. Расстояние между листами 0,1 дюйма…

1

Суперконденсатор — 10Ф / 2.5В

В наличии

COM-00746

Да, вы правильно прочитали — конденсатор 10 Фарад. Этот маленький колпачок можно зарядить, а затем медленно рассеять на протяжении всего…

3

Ресурсы и дальнейшее развитие

Уф.Почувствуйте себя экспертом по конденсаторам ?! Хотите узнать больше об основах электроники? Если вы еще этого не сделали, подумайте о прочтении некоторых других распространенных электронных компонентов:

Или, может быть, некоторые из этих руководств привлекут ваше внимание?


Что такое емкостные источники питания для светодиодов?

Некоторое время назад зритель разборки наших 60-ваттных светодиодных ламп написал комментарий о сложности источников питания, установленных в цоколях этих ламп.Мы говорили о некоторых причинах, по которым эти лампочки содержат импульсные источники питания, в предыдущей статье. Но наш последний пост вызвал этот комментарий от другого читателя:

Ну, в некоторых светодиодных лампах нет переключателя. Просто у них есть простой емкостный капельница и выпрямитель. Если у вас гораздо более высокое напряжение, чем необходимо для управления светодиодом, и резистор высокого номинала, выходной ток светодиода становится почти постоянным. Если мы используем переменный ток, мы можем заменить этот резистор реактивным сопротивлением конденсатора и добиться аналогичного результата с очень небольшими потерями энергии через конденсатор.Так зачем беспокоиться о сложности режима переключения, если светодиодная лампа обычно выходит из строя в первую очередь?

В очередной раз переняв стиль покойного великого Боба Пиза, мы попытаемся объяснить некоторые причины, по которым вы действительно можете использовать емкостный источник питания для светодиодной лампы, но, возможно, вы этого не захотите.

Идея емкостного источника питания достаточно хорошо известна, чтобы иметь отдельную страницу в Википедии. Если вы обратитесь к этой странице, вы обнаружите, что основная идея действительно состоит в том, чтобы использовать емкостное реактивное сопротивление как средство понижения напряжения в сети до чего-то более низкого, без необходимости использовать для этого трансформатор или какой-то полупроводниковый переключатель.

На странице Википедии также есть фотография светодиодной лампы с емкостным источником питания. Не указано, кто это за светодиодная лампа, но в тексте упоминается конденсатор емкостью 1,2 мкФ, обеспечивающий 90 мА, питающий 48 белых светодиодов, очевидно разделенных на четыре ветви по 12, каждая из которых использует 20 мА.

Емкостная капельница для светодиодной лампы, которая появляется на странице Википедии: Автор Dantor — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17806486

Точно нет Множество ссылок на реальные емкостные источники питания на странице Wiki — единственная основная ссылка, когда мы смотрели, была на немецком языке.Однако можно найти заметку к приложению от Microchip, в которой обсуждаются основные емкостные и резистивные источники питания. Но приложение, которое Microchip, похоже, имела в виду в своей заметке, питало маломощные микросхемы микроконтроллеров, а не светодиоды.

Таким образом, мы можем использовать схему емкостного питания, которую Microchip предоставляет в своем примечании к приложению, в качестве примера того, как может выглядеть емкостный источник питания для светодиода. Большинство расчетов схемы сосредоточено на вычислении емкости конденсатора C1, обеспечивающего реактивное сопротивление для «падения».«В качестве светодиода мы выбрали устройство высокой яркости Luxeon Z от Lumileds. Этот светодиод хочет видеть что-то более 500 мА управляющего тока, и у него будет прямое напряжение около 2,8 В при этом токе.

Модифицированная версия емкостного источника питания, описанная в примечании к приложению Microchip.

Если вы запустите числа для размера C1, вам нужно будет получить 400 мА, вы получите конденсатор в диапазоне 13 мкФ с номинальным напряжением не менее 250 В. Чтобы втиснуть колпачок этого значения в основание светодиодной лампы требует использования конденсаторной технологии, которая экономит пространство.А это, вероятно, означает использование алюминиевого электролитического конденсатора. Проблема в том, что, хотя светодиоды более эффективны, чем КЛЛ или лампы накаливания, они все же выделяют значительное количество тепла — температура перехода, превышающая 90 ° C, часто является нормой.

Светоотдача в зависимости от температуры и прямого тока для Luxeon Z. Эти кривые типичны для светодиодов.

К сожалению, номинальный срок службы электролитических конденсаторов, как правило, находится в диапазоне 20 000 часов (около трех лет), и он снижается, когда цоколь подвергается воздействию высоких температур окружающей среды.Для сравнения, номинальный срок службы самой светодиодной лампы составляет около 45 000 часов с использованием критериев обслуживания светового потока Energy Star по окончании срока службы лампы. Номинальный срок службы микросхемы контроллера импульсного источника питания составляет более 100 000 часов, как и номинальный срок службы других полупроводников в источнике питания светодиодов.

Причина, по которой высокие температуры сокращают срок службы электролитического колпачка, заключается в том, что диэлектрический материал в колпачке со временем испаряется. Скорость испарения увеличивается при более высоких температурах. Эффективное последовательное сопротивление уменьшается с повышением температуры, а емкость увеличивается на несколько процентов.
Однако предсказать высокотемпературные режимы отказа довольно сложно. Вы можете закоротить колпачок, что приведет к катастрофическим последствиям, или получить высокое сопротивление, которое просто помешает включению этого светодиода. Но главное, что следует отметить, заключается в том, что электролитический колпачок является наиболее вероятным компонентом источника питания светодиода.

Еще один момент, на который следует обратить внимание, это то, что заглушка — это компонент, который устанавливает ток через светодиод. Таким образом, изменения его значения, которые могут возникнуть с течением времени из-за теплового воздействия, могут изменить светоотдачу светодиодов как с точки зрения светового потока, так и иногда с точки зрения цветовой температуры.

Наконец, емкостные капельницы имеют тенденцию быть неоптимальными, когда в настенном выключателе есть регулятор освещенности. Прерванная форма волны переменного тока от симисторного регулятора яркости содержит множество гармоник. Поскольку емкостное реактивное сопротивление варьируется в зависимости от частоты, капельница будет иметь разное реактивное сопротивление для различных частот гармоник.

В целом, недостатки подхода с капельницей проясняют, почему производители светодиодных ламп обычно выбирают более элегантную конструкцию источника питания.

IOXUS | Worldwide Energy Products

Несмотря на долгий срок службы, низкое энергопотребление и яркий свет, светодиоды или светодиоды еще не получили широкого распространения. Недавнее исследование Consumer Reports показывает, что высокая стоимость удерживает потребителей от светодиодных ламп. Чтобы стимулировать внедрение светодиодов, производители технологий, использующих светодиодное освещение, сталкиваются с проблемой продления срока службы продукции без увеличения затрат. Ультраконденсаторы и гибридные конденсаторы, в которых ультраконденсатор сочетается с литий-ионным аккумулятором, помогают улучшить светодиодную технологию без значительного повышения цен.

Зависимость времени работы от емкости для разных световых выходов светодиодов
Предполагается, что ультраконденсатор рассчитан на 2,7 В и разряжен до 1,35 В,
эффективность светодиода 100 люмен на ватт и эффективность драйвера
(источник питания) 85 процентов

Для автономных светодиодных продуктов в прошлом единственным доступным вариантом были перезаряжаемые батареи, которые не идеальны в экстремально жарких или холодных условиях. Хотя светодиодные продукты могут прослужить до 10 лет, короткий срок службы батареи требует замены всего осветительного блока, когда батарея разрядится.Ультраконденсаторы решают проблемы, с которыми сталкиваются батареи. Длительный срок службы и высокая плотность мощности Ultracaps обеспечивают светодиоду компактного размера в течение нескольких часов в жару или в холод. Гибридные конденсаторы также имеют длительный срок службы и фактически сокращают расходы на техническое обслуживание, позволяя светодиодам работать дольше без замены, пока не перегорит сама лампа.

Сходство ультраконденсаторов и светодиодов делает их идеальной парой для различных приложений. Светодиоды требуют очень мало энергии для работы, а ультраконденсаторы — это устройства с низкой плотностью энергии.И светодиоды, и ультракапсы имеют долгий срок службы. В условиях низких температур светодиоды являются лучшим источником электрического света, а ультраконденсаторы — лучшим источником питания. И, что наиболее важно для стимулирования массового внедрения потребителей, с 2000 года цены на обе технологии резко снизились.

Дополнительные преимущества использования ультраконденсаторов или гибридных конденсаторов в продуктах на основе светодиодов — минимальное обслуживание, сокращение отходов и более экологичный продукт — компенсируют и без того падающую цену. Два отдельных исследования показывают, что цены на светодиоды снижаются.Lux Research прогнозирует, что к 2020 году стоимость лампочек составит 11 долларов, а совместный отчет Groom Energy и Greentech Media показывает снижение цен на светодиоды на 24% за последние два года. Благодаря технологии ультраконденсаторов, использование светодиодов будет расти среди потребителей, ищущих энергоэффективный и экономичный источник света.

Срок службы и надежность светодиодных драйверов с электролитическими конденсаторами

Светодиод — это устройство, которое включает один переход PN и имеет одностороннюю проводимость. Светодиоды излучают свет только при токе в прямом направлении.Поскольку светодиодные фонари работают при низком напряжении, драйвер или источник питания имеют решающее значение для правильного управления нагрузкой и эффективного снабжения светодиода необходимой мощностью низкого напряжения. Драйверы преобразуют коммерческую мощность переменного тока в мощность постоянного тока и преобразуют выпрямленную мощность постоянного тока в мощность постоянного тока заданной величины. Учитывая, что схема обычно включает в себя различные элементы, особенно с ограничением срока службы, срок службы источника питания привода ограничен, что, в свою очередь, ограничивает срок службы всей светодиодной лампы.Довольно часто источники питания выходят из строя до того, как светодиоды достигают своего срока службы, поэтому преимущества долговечности светодиода не могут быть полностью реализованы.

Как указывалось выше, схема электронного драйвера является наиболее важным компонентом, определяющим характеристики лампы. Как часть этого процесса управления питанием и контроля, драйверы особенно уязвимы к перегреву, учитывая характер компонентов и способ их использования. Схема управления обычно содержит фильтр, выпрямитель и корректор коэффициента мощности (PFC), который питает устройство накопления энергии, отдельную схему преобразования энергии и т. Д.погонять светодиоды. Выпрямитель, например, полный диодный мост и трансформатор, часто используются для преобразования мощности и управления светодиодами или другой нагрузкой. Остаточный сигнал на входе переменного тока может проявляться на выходе в виде колебаний или пульсаций, которые могут соответствовать частоте переменного тока, например 120 или 100 Гц. Эту пульсацию можно уменьшить, используя конденсатор через диодный мост. Электролитический конденсатор часто используется для уменьшения пульсаций за счет увеличения пульсаций напряжения на конденсаторе, чтобы уменьшить пульсации тока в светодиодах.Допуская более высокое напряжение пульсации на конденсаторе, можно использовать большую часть потенциала накопления энергии конденсатора для генерации света на светодиодах.

Однако электролитический конденсатор обычно является компонентом с самой низкой надежностью в цепях управления. Электролитические конденсаторы подвержены выходу из строя, особенно в связи с тем, что современные системы светодиодного освещения сконфигурированы для обеспечения все большей светоотдачи (например, люменов), рабочей температуры в светильниках (например.г., лампа) увеличивается, плюс повышенная рабочая температура начинает играть фактор надежности вышеупомянутых электролитических конденсаторов. Чем выше температура, тем быстрее улетучивается электролит внутри. Или наоборот, срок службы конденсатора удваивается, когда температура падает каждые 10 ° С. Короткое замыкание или утечка в электролитическом конденсаторе, используемом для уменьшения пульсаций, может привести к отказу схемы драйвера светодиода, ограничивая номинальный срок службы светодиодных светильников. Срок службы электролитического конденсатора как минимум в 3-4 раза меньше, чем у светодиода.А именно, срок службы схемы управления истекает до того момента, когда светодиод перестанет излучать свет или его яркость упадет. Типичный номинальный срок службы этих элементов часто составляет менее 25 000 часов, в то время как срок службы самого светодиода может достигать 50 000–100 000 часов.

Следовательно, если схема драйвера может быть улучшена для значительного уменьшения пульсаций на выходе без наличия электролитического конденсатора на первичной стороне, срок службы светодиодного осветительного прибора будет увеличен.Но, тем не менее, если накопительный конденсатор представляет собой керамический конденсатор или тонкопленочный конденсатор, его рабочий диапазон напряжений будет ограничивать напряжение промежуточной шины, или его площадь основания, вероятно, будет большой для обеспечения большого диапазона напряжений.