Расчет гасящего конденсатора для светодиода
Разберем подробный расчет, ниже сможете найти форму онлайн калькулятора.
Расчет емкости конденсатора для светодиода:
С(мкФ) = 3200 * Iсд) / √(Uвх² — Uвых²)
С мкФ – ёмкость конде-ра. Он должен быть рассчитан на 400-500В; Iсд – номинальный ток диода (смотрим в паспортных данных); Uвх – амплитудное напряжение сети — 320В; Uвых – номинальное напряжение питания LED.
Можно встретить еще такую формулу:
C = (4,45 * I) / (U — Uд)
Она используется для маломощных нагрузок до 100 мА и до 5В.
Расчет конденсатора для светодиода (калькулятор онлайн):
Для наглядности проведём расчёт нескольких схем подключения.
Подключение одного светодиода
Для расчета емкости конде-ра нам понадобится:
- Максимальный ток диода – 0,15А;
- напряжение питания диода – 3,5В;
- амплитудное напряжение сети — 320В.
Для таких условий параметры конде-ра: 1,5мкФ, 400В.
Подключение нескольких светодиодов
При расчете конденсатора для светодиодной лампы необходимо учитывать, что диоды в ней соединены группами.
- Напряжение питания для последовательной цепочки – Uсд * количество LED в цепи;
- сила тока – Iсд * количество параллельных цепочек.
Для примера возьмём модель с шестью параллельными линиями из четырёх последовательных диодов.
Напряжение питания – 4 * 3,5В = 14В; Сила тока цепи – 0,15А * 6 = 0,9А;
Для этой схемы параметры конде-ра: 9мкФ, 400В.
Перенапряжение. Часть 1: длительное воздействие перенапряжения
При увеличении напряжения, прикладываемого к алюминиевому электролитическому конденсатору, его внутренние части подвергаются воздействию все возрастающей напряженности электрического поля. Если напряженность поля достаточно велика, может происходить перенос электрического заряда через слой диэлектрика. Этот единичный разряд способен усиливаться подобно лавине, вызывая так называемый частичный разряд конденсатора. Указанное явление известно как «искрение» из-за его характерного звукового проявления. Если эти частичные разряды — при уровне напряжения, типичном для условий данного применения алюминиевого электролитического конденсатора, — следуют слишком часто или имеют достаточно большую величину, то приводят к полному пробою диэлектрика и катастрофическому отказу компонента. Термин «катастрофический отказ» относится к такому состоянию конденсатора, когда можно видеть физические признаки повреждения его внутренних частей.
Определение процедуры испытаний
Вследствие деликатной природы частичных разрядов в начальной области их проявления был сконструирован уникальный детектор для выявления и изучения этого феномена. Он захватывает «тонкие» просадки напряжения на конденсаторе микровольтного уровня (при искрении ниже звукового порога обнаружения) с временным разрешением, соответствующим одиночным или незначительно усиленным лавиной частичным разрядам. Он также захватывает малые колебания напряжения на конденсаторе с разрешением по времени порядка наносекунд, которые характеризуют происходящие лавинные пробои. Схематично это показано на рис. 3.
Рис. 3. Принцип работы детектора «искрения»
Разряды могут возникать на выводах алюминиевого электролитического конденсатора, токоотводах, анодной и катодной фольге и его алюминиевом корпусе при условии, что все они смочены электролитом. Вследствие ряда теоретических предпосылок и практических соображений было решено выбрать токоотводы для детального изучения проявления частичных разрядов в алюминиевых электролитических конденсаторах. Токоотводы были помещены в термостатированный сосуд с электролитом и поляризованы (отформованы) при постоянной плотности тока 333 мкА/см2.
Как устроен электролитический конденсатор?
Внутри такой конденсатор состоит из двух материалов с диэлектриком (т.е. бумагой, пропитанной электролитом). Эти материалы плотно скатываются и запрессовываются в алюминиевый стаканчик, который закрывается резиновой пробкой. Материалы отличаются друг от друга: один из них представляет собой металлический электрод, а другой — электролит. Поэтому так важно знать полярность данного конденсатора.
На картинках ниже показан урезанный конденсатор емкостью 100 мкФ:
| Конденсатор после снятия корпуса | Скрученные материалы конденсатора | Материалы конденсаторов в развернутом виде |
Полярность конденсатора
Полярность: некоторые конденсаторы изготавливаются таким образом, что они могут выдерживать приложенное напряжение только одной полярности, но не другой. Это связано с их конструкцией: диэлектрик представляет собой микроскопически тонкий слой изоляции, нанесенный во время изготовления на одну из пластин с помощью постоянного напряжения. Они называются электролитическими конденсаторами, и их полярность четко обозначена.
Рисунок 1 – Полярность конденсатора
Изменение полярности напряжения на электролитическом конденсаторе может привести к разрушению этого сверхтонкого диэлектрического слоя, что приведет к разрушению устройства. Однако толщина этого диэлектрика позволяет получать чрезвычайно высокие значения емкости при относительно небольшом размере корпуса. По той же причине электролитические конденсаторы имеют тенденцию иметь низкое номинальное напряжение по сравнению с другими типами конструкций конденсаторов.
Простая схема блока питания светодиодов с конденсатором
Разберём устройство без трансформаторного блока питания для светодиодов на примере фабричного драйвера LED ламы.
- R1 – резистор на 1Вт, который уменьшает значимость перепадов напряжения в сети;
- R2,C2 – конде-р служит в качестве токоограничителя, а резистор для его разрядки после отключения от сети;
- C3 – сглаживающий конде-р, для уменьшения пульсации света;
- R3 – служит для ограничения перепадов напряжения после преобразования, но более целесообразно вместо него установить стабилитрон.
Какой конденсатор можно использовать для балласта?
В качестве гасящих конденсаторов для светодиодов используются керамические элементы рассчитанные на 400-500В. Использование электролитических (полярных) конденсаторов недопустимо.
Меры предосторожности
Безтрансформаторные схемы не имеют гальванической развязки. Сила тока цепи при появлении дополнительного сопротивления, например прикосновение рукой с оголённому контакту в цепи, может значительно увеличится, став причиной электротравмы.
Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)
Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)
