А. ВИШНЕВСКИЙ. Устранение пульсаций яркости уличного LED-прожектора.

Для освещения своего рабочего стола автор много лет использовал светильник с двумя линейными люминесцентными лампами мощностью 36 Вт каждая, питаемыми через индивидуальные электронные балласты. Люминесцентные лампы служат в среднем 5000 ч с ограниченным числом включений в сутки. Срок службы каждой лампы у автора составил в среднем около двух лет. Современные светодиодные источники света имеют срок службы гораздо больший, чем люминесцентные, и они более экономичные, но цена у них выше. Со временем цена светодиодных светильников стала более доступной, и автор купил два светодиодных уличных прожектора для освещения своего рабочего стола. Прожекторы рассчитаны для жёстких условий эксплуатации на улице, что повышает их надёжность при работе в помещении. Основные характеристики прожектора: мощность — 30 Вт; напряжение питающей сети — 220…240 В; частота питающей сети — 50/60 Гц; температура окружающей среды — от –40 до +45 о С; ресурс — 30000 ч. Почти все характеристики прожектора удовлетворяют требованиям, приведённым в таблице 17 ГОСТа, к освещённости рабочего места для работ, связанных с производством электронной техники, её испытанием и контролем. Один из параметров — это пульсации яркости (или светового потока), которые для уличного прожектора не нормированы, и они оказались значительно больше допустимых 10 %. Причина высоких пульсаций света у описываемых прожекторов в его схемотехнике. Прожектор содержит выпрямительный мост, цепь из 24 последовательно включённых светодиодов и линейного стабилизатора тока на специальной микросхеме. Распаяны эти элементы на печатной плате, основой которой служит алюминиевая пластина, привинченная с использованием теплопроводящей пасты к корпусу прожектора, который служит теплоотводом. В зависимости от тока через светодиоды может быть установлено несколько токостабилизирующих микросхем, включённых параллельно. Свои прожекторы я не разбирал, а эта информация получена из опыта ремонта аналогичных прожекторов этой фирмы и из Интернета. Поскольку в прожекторе после выпрямителя нет сглаживающего конденсатора, через светодиоды течёт пульсирующий ток с удвоенной частотой сети, что и приводит к соответствующим пульсациям яркости. Следует добавить, что существуют прожекторы со встроенными электронными регуляторами тока с более сложной схемотехникой, у них пульсации яркости могут быть менее 10 %. С целью снижения пульсаций яркости для питания прожектора надо использовать источник постоянного напряжения с минимальным уровнем пульсаций. При этом сам прожектор как-либо дорабатывать не нужно, а просто надо подать постоянное напряжение на его выводы. Непосредственно выпрямить сетевое напряжение и установить сглаживающий конденсатор на выходе диодного моста и подключить к нему прожектор нельзя, поскольку на конденсаторе будет постоянное напряжение, близкое к амплитудному напряжению сети (около 300 В). От такого напряжения прожектор наверняка перегреется и сгорит. Чтобы уменьшить его до номинального напряжения, лучше всего применить импульсный понижающий стабилизатор напряжения. Нужно применить именно стабилизатор напряжения, так как ток через светодиоды стабилизируется в самом прожекторе. Поэтому предлагается применить понижающий импульсный стабилизатор напряжения, по английской терминологии step-down converter , chopper или buck converter . Такие стабилизаторы напряжения применяют тогда, когда необходимое напряжение нагрузки меньше, чем напряжение источника питания.