Каюмов Д. И., Мехтиев А.Д., Алькина А.Д.

Карагандинский государственный технический университет

Бездрайверные светодиодные LED светильники

Современное развитие технологий производства LED светильников выходит на новые витки своей эволюции. Одним из направлений является использование бездрайверной компоновки светильников, которые способны питаться напрямую от сети переменного тока промышленной частоты. Для потребителя это обстоятельство оборачивается снижением стоимости LED светильника и его упрощением, а значит в определенной мере повышает его надежность. Мы собираемся рассмотреть вопрос их использования для наружного освещения городских улиц и автомобильных дорог. Опыт эксплуатации в условиях холодного климата центрального Казахстана показал, что примерно около 30 % поломок LED светильников приходится на отказ драйвера и в основном это связано с внешним воздействием различных погодных условий и образованием конденсата на поверхности платы электронной схемы, а также есть случаи выхода из строя драйвера по причине несоответствия качества электрической энергии подаваемой на вход драйвера. Первичное развитие без драйверной технологии затронули группу светильников малой мощности, но сейчас уже вполне можно создать светильники, удовлетворяющие требованиям уличного освещения.

Для реализации концепции перевода внешнего освещения улиц города Караганды мы обратились к нашим партнерам SEOUL SEMICONDUCTOR, которые разработали для нас конструкцию LED светильника с прямым включением в электрическую сеть 220 В без драйвера. Принцип его работы очень прост. Для этого необходимы маломощные LED кристаллы, которые набираются в последовательную цепочку, рассчитанную на работу в сети переменного напряжения 220В, но так как мы используем переменное напряжение и цепочки должно быть две, с встречным включением параллельные друг другу. При необходимости можно создавать практически любые мощности, для этого нужно просто добавлять параллельные цепи до необходимой мощности. Принципиальная схема светильника приведена на рисунке 1. При встречном включении каждый диод способен защищать другой от пробоя обратным током (напряжением), которое у них незначительное по значению в отличии от прямого. Обязательное использование гасящего резистора (баласта) для ограничения тока через диоды. Его параметры можно просто рассчитать, например, при потреблении светодиодом тока в 20 мА резистор R должен в пределах 10...11 КОм, а его мощность составляет не менее 5 ватт, для уменьшения его нагрева можно использовать три резистора мощностью 3 Вт. При этом двойное включение позволяет увеличит частоту мерцания светодиодной лампы от 50 до 100 Гц и это позволит уменьшить негативное влияние на зрение человека находящегося в зоне освещения. Такой мерцание незаметно для глаза и не будет его утомлять. 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.

Рисунок 1 - Схема включения светодиодного модуля в сеть ≈ 220 В тока промышленной частоты 50 ГЦ

Рисунок 2 - 3D модель и фото бездрайверного светильника

Таблица 1 - Технические параметры светодиодного светильника

Световой поток,	Лм	5500
Потребляемая мощность,	Вт	50
Светодиоды,	бр	Seoul 2835
КСС,		Тип Д
Угол светового потока,	градусов	120
Степень защиты,		IP 67
Светодиодов,	шт	50
CRI		>80
Температура эксплуатации		-50…+60
Размер,	(ДхШхВ)	400х120х135

Данные светильники планируется внедрить совместно с интеллектуальной системой управления освещением магистральных автомобильных дорог г. Караганды в рамках программы ГПИИР-2.