Светодиодная трагедия или потерянный косинус фи, рассказ в четырех частях (часть 1)
Содержание
Часть 1. Светодиодная трагедия или потерянный косинус фи
- первая вводная часть, рождение Smart IC
Часть 2. Светодиодная трагедия или ГОСТ Р 55705-2013, который мы не соблюдаем
- большой обзор схемотехники современных Smart IC ламп (philips, iek, bellight, norma, noname) с частичным изменением схемотехники и замером светового потока и напряжения на диодах
Часть 3. Светодиодная трагедия или "ремонту не подлежит" (филаментные лампы)
- обзор филаментных ламп (разных брендов, пока не приобрёл) на Smart IC, разбирать будем только часть с драйвером, остальное не интересует
Часть 4. Светодиодная трагедия или луч надежды (диммируемые и "умные" лампы)
- будем разбирать лампы osram, ikea (будут филаменты, будут обычные и не очень)
статьи будут выходить по мере проведения исследования, материала крайне много, желаю приятного чтения.
ВНИМАНИЕ ⚠
1. данная статья - это личный взгляд автора на ситуацию, он не всезнающий и может ошибаться. (возможен, "эффект наблюдателя")
2. здесь не будет выводов, какую лампу купить, здесь будет разбор ламп (со стороны электронной части схемотехники) и мощности светового потока
3. чтобы понять про что будет этот рассказ, настоятельно рекомендую ознакомиться
здесь https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Компенсация_реактивной_мощности
если ничего не поняли, то здесь (не сильно понятнее, но все же) https://svetosmotr.ru/koeffitsient-moshhnosti-kosinus-fi-nag...
очень грубо: коэффициент мощности (PF= power factor, cos φ, косинус фи) - это одно и тоже
4. я многое не понимаю в происходящем в отрасли светодиодного освещения, следующие части, будут дополняться вашими комментариями на данную тему, у меня нет продвинутого лабораторного оборудования (см пункт 1), я не принимал участие в разработке микросхемы smart ic, но я постараюсь рассказать простым языком, на что я наткнулся, исследуя светодиодные лампы (скажу честно, я об этом и думать не мог, считая это пережитком прошлого)
5. я понимаю, что Пикабу развлекательный ресурс, но раз уж я писал обзоры ламп здесь, то и данную тему придётся затронуть здесь.
Можно сказать "меня это не касается", я думаю касается, покупая такие лампы вы реактивную энергию от них оплачиваете "общаком", как общедомовые нужды.
Ибо общий счётчик общедомовой/в дачной трансформаторной будке считает реактивную составляющую (которую не видит ваш домашний счётчик).
При этом, ваш домашний счетчик, если у вас не трехфазный или однофазный с подсчётом реактивной энергии (например "энергомера 208") данный показатель НЕ СЧИТАЕТ (в крайнем случае, на момент выхода данной статьи, частный потребитель не оплачивает реактивную энергию)
Часть 1 или как все начиналось
Когда деревья были высокие, а лампы тяжелые, крупные заводы переходили с производства ламп клл на светодиодные и верили в светлое будущее человечества
philips 2012 год 13вт (стоила как 3-4 клл)
фото начинки (точнее драйвера этой лампы, этот блок питания похож на импульсный дроссель от клл), производство надо было начинать быстро, а на рекламных плакатах нам обещали очистить этот мир от ртути
cos f у данной лампы был 0,85-0.86
лампы клл, которые продавались везде в то время, а некоторые умудрялись их засовывать вместо натрия для освещения улиц (что было отдельным мемом в зимнее время)
"профессиональные"
и не очень, имели одинаковый, невысокий cos f = 0.66
параллельно с этим, со стороны Китая появлялись кукурузы на индикаторных светодиодах с драйвером "конденсатором-сопротивление", фото из интернета (что покупал - выбросил давно)
в современном исполнении тоже присутствуют, но редко (часть 2 лампа на 1вт) Сегодня мы будем тестировать лампы "миньоны"
Пока рукоделы всего мира использовали радиаторы от процессоров, переделали блоки питания от ПК, а некоторые использовали водянку и все, чтобы осветить свой дом "элитными светодиодам и Cree". Люстры по 6 кг - это не шутка, с ними, разве что, могли тягаться мгл с электромагнитным баластом (но это не для этой статьи) XDD
это не точно, но похоже, что было так (знаю, что по миру много где разрабатывались подобные микросхемы, но первыми массовыми стали китайцы)
В Китае производителям светодиодов, была поставлена задача: максимально дёшево осветить весь город.
Шли годы, в китайских подвалах бурлила работа над микросхемой, над чудо-микросхемой, которая позволит светодиодам включаться в сеть напрямую, и в конце 2016 году был изобретён он!
встречаем по имени: "Smart IC led driver"
... и в мир хлынули сборки светодиодов 10-100 и более ватт, которые можно было включать в розетку напрямую, при этом, стоимость сей поделки редко была выше 1-5$ вместе с доставкой.
Он был крайне популярен на aliexpress, рукоделы-ютуберы вещали отовсюду, что будущее наступило и при желании за 2$ можно осветить свою квартиру ярким, заливающим, модным светодиодным светом.
посмотреть на эту гадость можно здесь и при желании купить https://m.aliexpress.ru/wholesale/100w-led-chip.html
отдельно чипы (их много разных) посмотреть, например, можно здесь https://www.chipdip.ru/catalog/ic-led-drivers
типичная обвязка драйвера
матрицы выглядели так, были и полностью залиты вместе с диодами (безкорпусные микросхемы), но суть это не меняет
если максимально просто, то суть работы данной микросхемы такая: светодиоды включены группами, smart ic их переключает, в соответствии с амплитудой напряжения, имеем 100 Гц мерцание (120Гц, но это не точно), в период, пока светодиоды не горят, они остывают.
и cosf данного драйвера был > 0.98!!!
Как видим, такое не подходит даже для освещения туалета, ибо лютый шим выдержит не каждый (хотя некоторые даже продавали лампы общего освещения, но их не покупали по понятным причинам), но подходит паркам и мостам (для чего и разрабатывались), где их можно включить на разные фазы (как подключают натриевые светильники).
и было сказано слово: "хотите убрать пульсации, добавьте после диодного моста электролит, это же элементарно", и тут понеслось: понеслась... вся дешёвая и не очень "потребительская" светодиодная промышленность под откос.
В это же время, придумали филаментные лампы, по факту, сборки диодов - минимум 2 группы, в стандарте 4. В первой части статьи подробно мы их касаться не будем, выглядят они так (фото с интернета, чем похож на лампу накаливания), из комментариев узнал - работают максимум 2 года (и то, если не ярче 5вт), схемотехника соответствует светодиодной плате выше
теперь возьмём лампу из прошлого обзора Препарируем и изучаем светодиодную LED лампу OSRAM 10ВТ, нового поколения
cos f = 0.5, 0.6 в зависимости от нагрева
поможем ей избавиться от лишнего "баласта" и освободить Smart IC driver
отпаиваим электролит
cos f > 0.99 (как бы 1, но такого не бывает), (может прибор подвирает, производители некоторых микросхем пишут про cos f > 0.98)
активная мощность упала наполовину, до 3.4 вт и появились пульсации 216%, без них никуда в данном типе драйвера
второй пример Сегодня мы будем тестировать лампы "миньоны"
с эликтролитом (световой поток измерял примерно на одном расстоянии), cos f = 0.6 в следующей главе сделаю закрытый метровый стенд (из коробки), с точным расстоянием до лампы и матовым стеклом посредине.
без электролита, световой поток упал на половину, cos f = 0.91
вылезли пульсации
насколько упал световой поток у других ламп и о ГОСТ на данные изделия узнаем в следующей главе, и найдём ли мы хоть одного производителя, который его соблюдает в эконом/среднем сегменте.
Ведь умеют делать, когда захотят/заставят. Драйвер светодиодного прожектора на 10 Вт cos f =0.89
драйвер "профессиональной" серии для светильников на светодиодных линейках типа армстронг, cos f 0.97
"профессиональный" эпра для мгл, да да, слово "профессиональный" и там, и там не с потолка взято (см фото упаковки ламп)
видимо, чтобы рядовой покупатель в пятерочке случайно не купил и не ввернул её себе в люстру дома XDD
Здесь уже крик души, когда выкидывая днат и мгл и вставляют это... cos f = 0.6 для светильника в 40 Вт, а такие бывают до 80... Так о нас заботятся некоторые УК (ТСЖ), чтобы конвейер не останавливался )))
бонусом, для любителей картинок, включен комп, холодильник и по мелочи, горит 8 светодиодных ламп малой мощности (до их включения разница была около 36).
Я вот думаю, остановится ли бешенный конвейер "эффективных менеджеров" производителей ламп для домашнего использования или энергоснабжающие компании нас заставят устанавливать счетчики с учётом реактивной энергии.
Спасибо за внимание, постараюсь в скором времени выпустить продолжение, так же хотелось получить осцилограму, если у кого-то есть возможность, (нет оборудования) того, что подаётся на диоды с электролитом и без, в лампе с Smart IC, думаю, это будет у всех одинаково.
Найти такую лампу не составит труда, из того, что есть в продаже > 80%, выбирайте ту, которая полегче, ярче, и светятятся с "выключателем с неонкой". А пока, делайте проводку толще, ставьте автоматы на больший ток и не используйте скрутки.