Путёвый 5W светодиодный драйвер, исследуем по максимуму

Продолжаю обозревать светодиодные драйверы. На этот раз попался интересный экземпляр. Его особенность в том, что реальные характеристики превышают заявленные — это весьма редкое явление в китайской индустрии.






Монтаж и пайка — нормальные, флюс не отмыт, провода подключения припаяны прямо сверху монтажа
Габаритные размеры: 24x15x15мм
Реальная схема драйвера

ШИМ контроллер с обозначением 61YL4EEKK опознать не удалось, но похож на BP3122 мощностью 6Вт
www.bpsemi.com/pdf/BP3122/BP3122_EN_DS_Rev%201.1.pdf
Предохранитель выполнен в виде печатной дорожки — эта фишка часто встречается в бюджетных устройствах.
Снабберная цепь отсутствует :(
Токозадающий резистор 1,5Ом при необходимости можно скорректировать выходной ток.
Выходной конденсатор — керамический, в данном случае это лучшее решение.
Какие либо фильтры помех — отсутствуют, расположенный в 50см радиоприёмник прекрасно ловит с него помеху.
Примечательно, что импульсный трансформатор не имеет привычной дополнительной обмотки для питания микросхемы. Как раз это и позволило значительно расширить рабочий диапазон выходного напряжения (1-30В), что гораздо шире заявленного (7-18В).
Однако, выходной керамический конденсатор имеет рабочее напряжение 25В (габарит 1210), следовательно превышать его нельзя и число последовательно включённых светодиодов не должно превышать 7шт. Таким образом, этот драйвер может питать от 1 до 7 светодиодов на 1W (вместо заявленных 4-5).
Следующим фактором, ограничивающим мощность преобразователя является ёмкость входного сглаживающего конденсатора. При увеличении потребляемой мощности, увеличиваются пульсации тока через него и соответственно амплитуда пульсаций напряжения на нём (не более 20%). Превышать их нельзя, т.к. это может привести к быстрому выходу конденсатора из строя.
Расчёт необходимой ёмкости сглаживающего конденсатора довольно сложен и вряд-ли кто-то будет его проводить, посмотреть можно например тут:
www.platan.ru/shem/pdf/ec3.pdf
По своему опыту, для сетевого напряжения 220В / 50Гц на двухполупериодном выпрямителе, ёмкость входного сглаживающего конденсатора в микрофарадах должна быть не меньше выходной мощности преобразователя в ваттах (это уже с учётом КПД преобразователя и с учётом коэффициента запаса на деградацию конденсатора).
Вот тут и упираемся в ограничение по выходной мощности преобразователя на уровне 5Вт
Это означает, что если необходимо использовать данный преобразователь с числом светодиодов более 5, надо увеличивать ёмкость входного сглаживающего конденсатора до 6,8-10мкФ.
Для примера приведу осциллограмму напряжения на ВХОДНОМ сглаживающем конденсаторе при различной нагрузке драйвера
Нагрузка 2Вт, пульсации 22В (7%)

Нагрузка 3,5Вт, пульсации 32В (10%)

Нагрузка 5Вт, пульсации 40В (13%)

Нагрузка 7Вт, пульсации 56В (18%)

Нагрузка 8Вт, пульсации 64В (21%) — превышение предельно-допустимой амплитуды пульсаций.

По осциллограммам видно, что перегрузка возникает при выходной мощности более 7Вт, но со временем ёмкость конденсатора заметно снижается, поэтому и нужен запас.

Еще одна особенность этого драйвера — напряжение холостого хода (28В) ниже максимального напряжения под нагрузкой и это не ошибка измерения, при этом потребляемая мощность очень мала (не регистрируется).
Нагрев платы незначителен во всём рабочем диапазоне.

Пульсации выходного напряжения на частоте 100Гц незначительны и на фоне ВЧ почти не просматриваются
Пульсация при выходном напряжении 6В — 1,66В (27%) на частоте 24кГц


Пульсация при выходном напряжении 9В — 1,54В (17%) на частоте 35кГц


Пульсация при выходном напряжении 12В — 1,5В (12%) на частоте 44кГц


Пульсация при выходном напряжении 15В — 1,48В (10%) на частоте 53кГц


Пульсация при выходном напряжении 18В — 1,48В (8%) на частоте 63кГц


Пульсация при выходном напряжении 20В — 1,48В (7%) на частоте 70кГц


Пульсация при выходном напряжении 25В — 1,45В (6%) на частоте 86кГц


Пульсации напряжения (и тока) на частоте работы преобразователя довольно велики, но они не влияют на качество освещения.

График зависимости выходного тока, выходной мощности и КПД от выходного напряжения

Используемые приборы и оборудование:
— Mastech MS8217 — 2шт
— Power Meter 16A
— DS203
— Нагрузка в виде проволочных переменных резисторов
— Microsoft Excel

Убрать помехи с этого драйвера можно элементарно — подпаять конденсатор Y1(Y2) 2,2нФ (222) между обмотками трансформатора в нужное место. Радиоприёмник сразу перестаёт ловить помехи с драйвера.

Чтобы было понятней куда именно подключен конденсатор, показал его на схеме

Плюсы: малые габариты, нормальное качество изготовления, высокий КПД, нагрев незначителен, широкий диапазон выходного напряжения, термостойкие гибкие провода подключения, малые пульсации на сетевой частоте, нормальная стабилизация выходного тока.
Серьёзных минусов не обнаружено.

Альтернативное применение этого драйвера — питание 24В светодиодных лент расчётной длины, либо двух одинаковых отрезков 12В светодиодных лент, включённых последовательно. Также возможно питание 12В лент со сниженной мощностью драйвера.

Вывод: отличный недорогой драйвер для питания светодиодов, хорошо, что заказал сразу 5шт — хорошая вещь всегда пригодится.
Продолжение следует…