LED-buis meten en simuleren.

Ik heb een LED-buis 60cm 900 lumen, 9W (100 lm/W) over 160° koelwit 840 gemeten:
@220V 40mA 9W cos(φ) 0,98.
@1,5 meter vanaf het plafond (1m vanaf de vloer) 60 lux wat 840lm is over een oppervlakte van een halve bol met een straal van 1m5: 2π.1,5²=14m².
Een ouwe TL-pijp levert 1350lm/18W maar dan rondom, dus 1350lm/28m²=48 lux, daar komt nog wat reflectie van het armatuur en plafond bij, zodat je ook op ca. 60 lux uitkomt, maar wel bij het dubbele vermogen!
In de LED-buis zit een buck-converter om de netspanning omlaag te schakelen naar de LEDs:

Deze probeert de stroom door de LEDs constant te houden en zoals je ziet, lukt dat vrij aardig met alleen maar een uitgangselco(CD1)!
Ik heb het regel-ICtje vervangen door T1 en Vg met een vaste duty-cycle van 19,2% @100kHz, deze is nogal kritisch omdat er geen regeling in zit.
I(Ledtube) is ca.130mA +/-50mA, bij een gemiddeld ingangsvermogen(groen) van 8W8.
Er zitten 2x21 2835-LEDs (2,8x3,5mm SMD) parallel in, bijv. de:

Het E-type(rood) levert met 23lm@60mA het minst en met 42 stuks dus 966lm, er zitten dus mindere/goedkopere klonen in.
Een eenvoudige benadering voor het model is Iled=(Vled-2V7)/3Ω3 dus met 21 in serie 57V en 70Ω en met twee parallel 35Ω.
Met de simulatie in het rechter deel van LUXm kan je de cos(φ) berekenen: de ingangsstroom(blauw) is 45mArms en bij 226Vrms(groen) dus 10VA2 schijnvermogen.
Het ingangsvermogen is 8W8rms dus de cos(φ) 8W8/10VA2=0.86, maar dat is zonder regel-IC, want ik heb met IC 0,98 en 40mArrms gemeten!
FR1 is een fuse-resistor en VR1 een varistor.
LUXm.zip

Hoeveel vermogen denk je eigenlijk nodig te hebben?, zie https://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=13476

Is dat een schematje wat je reverse engineered hebt van een (gesloopte) bestaande LED tube?
Zo ja: Wat voor IC-tje zat daar in? Of was het ding afgeschuurd of een exoot van een nooit-van-gehoord-chinese-chipbakker ?

Ik heb ook eens een aantal LED buizen gesloopt en daar zitten 4 leds paralel en dan weer 22 van die groepjes in serie. Dus kom je ergens op 22 * 3 = 66V + spanning uit.

[Bericht gewijzigd door henri62 op 20 februari 2022 09:34:00 (28%)]

Henri's Law 1: De wet van behoud van ellende. Law 2: Ellende komt nooit alleen.

Ja ik heb de Noxion-9W gesloopt.
Er staat wel een nummer op het IC, maar te klein om goed te zien zonder goede loep, het is 8pens zonder pen7 met interne MOSFET.

Hoeveel vermogen denk je eigenlijk nodig te hebben?, zie https://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=13476

Met een stroomregeling wordt de arbeidsfactor(cosφ) een stuk beter:

Met het linkerdeel in de simulatie kan je de cos(φ) berekenen: de ingangsstroom(blauw) is 42mArms en bij 226Vrms(rood) dus 9VA5 schijnvermogen.
Het ingangsvermogen is 8W9rms dus de cos(φ) 8W9/9VA5=0,94 en dat klopt aardig met wat ik gemeten heb met een bij laag vermogen onnauwkeurige energiemeter.
Rechts zie je werking van de regeling met een SRflop.
Met Rs meten we de source-stroom van de schakel-MOSFET(T1), die lineair oploopt door L2 en na filtering door R1/C3 wordt vergeleken met V(b) en Br de flop reset zodat T1 uitgeschakeld wordt.
Na een vaste tijd, die bepaald wordt door R4/C4, wordt T1 weer aangezet.
V(b) is 1,1/1001 van de gelijkgerichte netspanning V(a), zodat de piekstroom Ohms verloopt.
Desondanks is de ingangsstroom nog 20° capacitief, maar dat komt door de filtercondensatoren C1,C2 en CD1.
De stroomregeling zorgt tevens voor een rustige opstartstroom, wat de levensduur ten goede komt.

Hoeveel vermogen denk je eigenlijk nodig te hebben?, zie https://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=13476

De LED-buis is eenvoudig om te bouwen tot een dimbare:

Met dezelfde onderdelen zonder het regel-IC en voor Rp een ovenlampje en een LED-dimmer. Rb zorgt voor een minimale opstartstroom van de dimmer.
LED-dimmers gebruiken fase-afsnijding (Trailing Edge) i.p.v. de oude Triac-fase-aansnijding (Leading Edge):

Deze oplossing is niet echt zuinig, maar wel mooi dimbaar, op halve kracht levert de LED-buis 450 lm en het ovenlampje ca. 50 lm bij 16W5 ingangsvermogen, dus maar 30 lm/W.
Ik heb voor Rp 1k6Ω genomen, want een gloeilamp heeft een positieve temperatuurcoëfficiënt (PTC), ons ovenlampje trekt 25W/230V=108mA en heeft dus een warme weerstand van 230V/108mA=2k12Ω, maar als je 'm koud meet met een multimeter maar 177Ω!
Een gloeilamp heeft dus een een ruim 10x zo grote inschakelstroom en als ze stuk gaan, gebeurt dit meestal bij het aanzetten!
Als je 'm meet, nadat de temperatuur gestabiliseerd is, ziet het het ongeveer zo uit:

In het groen zie je de stroom door een gewone weerstand van 2k12Ω, blauw is die door het lampje en rood de omgerekende weerstand.
De stroom komt overeen met een wortelfunctie van de spanning: I=In*√(V/Vn), In is de nominale stroom van 108mA en Vn=230V.
Halverwege bij 115V is de stroom dus 108mA*√0,5=76mA i.p.v. 115V/2k12Ω=54mA en de weerstand 115V/76mA=1k5Ω.
Zoals je ziet loopt de weerstand mee met de stroom, want R=Rn*I/In=Rn*√(V/Vn), Rn=Vn/In.
Het kan een stuk beter/zuiniger als je de LEDs in serie zet:

Je moet dan wel de printsporen halverwege onderbreken en anders aansluiten, ook heb je voor CD1 een 100μF elco van 160V of meer nodig.
Op halve kracht bij 30mA (d=0,35) door de LEDs levert de LED-buis 450 lm en het lampje verbruikt 4W bij een ingangsvermogen van 8W, dus 60 lm/W.
Voluit bij 60mA 900lm, 10W in het lampje bij 18W in.

Hoeveel vermogen denk je eigenlijk nodig te hebben?, zie https://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=13476

Het best is natuurlijk een dimbare LED-lamp, met bijvoorbeeld de AL5892,
die ook geschikt is voor oude Triac-dimmers met fase-aansnijding(LE):

Het is een lineaire regeling dus geen last van EMI.
Ook bij 230Vac, want de uitgangs-MOSFETs kunnen 350/500Vds hebben, RV1, R1..4, R6 moeten ca. 2x zo hoog en C7 ongeveer de helft bij dubbele werkspanning.
Voor een redelijk rendement moet je wel veel LEDs in serie zetten voor een Vled van ca. 270V of je gebruikt een stroomconverter:

De ingangsstroom Ia wordt 4x zo groot door de LEDs bij een maximale Va van 270V.
Er wordt een vaste duty-cycle gebruikt van 20% met biiv. een TLC555 of MIC1555/7 als inverterende Schmitt-trigger.
De LM3445 doet dit alles ineen:

Ik heb 'm gesimuleerd op een netfrequentie van 5kHz i.p.v. 50Hz, zodat je nog wat ziet, in het echt zijn alle condensatoren (behalve C12) dus 100x zo groot.
Er zitten handige truuks in om de Triac goed te laten werken, zo zorgt de schakeling rond T1, D1 en R5 voor een houdstroom van ca. 5mA, daar gaat wel bijna 2W in verloren bij vollast en dan is het rendement 70%.
De BLDR--aansluiting zorgt er voor dat de dimmer opstart na de nuldoorgangen door een 230Ω-weerstand parallel te schakelen aan R5 bij lage ingangsspanning.
De schakeling rond D3,4,8,9 en C7,9,10 zorgt voor een vlakkere gelijkspanning(Va) en betere cosφ.
Met een moderne LED-dimmer(TE) kan het zuiniger, want je hebt geen houdstroom nodig en maar 1mA voor de dimmer.
R5 wordt dan 10kΩ en het rendement 80%.

Hoeveel vermogen denk je eigenlijk nodig te hebben?, zie https://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=13476

Sorry, dubbele post.

[Bericht gewijzigd door mtb op 5 juni 2022 16:03:19 (98%)]

Hoeveel vermogen denk je eigenlijk nodig te hebben?, zie https://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=13476