probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2026-28-4-31-45probener-3996Research ArticleМЕТОДЫ И ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫMETHODS AND DEVICES FOR CONTROLLING AND DIAGNOSING MATERIALS, ARTICLES, SUBSTANCES AND NATURAL ENVIRONMENTЭкспериментальная оценка использования активно-резистивной схемы в LED-драйверах с целью снижения значений пускового тока и повышения эксплуатационного ресурса изделийExperimental assessment of active-resistive circuit implementation in LED drivers for reducing inrush current and enhancing operational life of productshttps://orcid.org/0000-0002-7667-5456ИвановаВ. Р.IvanovaV. R.

Иванова Вилия Равильевна – к.т.н., доцент кафедры Электроснабжение промышленных предприятий

г. Казань

Ivanova Viliya Ravilievna

Kazan

vr-10@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-3813-9008СафинР. Р.SafinR. R.

Сафин Риназ Раисович - аспирант

г. Казань

Safin Rinaz Raisovich

Kazan

Rinaz.Safin@yandex.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2026150920262843145Copyright © Иванова В.Р., Сафин Р.Р., 20262026Иванова В.Р., Сафин Р.Р.Ivanova V.R., Safin R.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3996

В работе рассматривается проблема ограничения пускового тока в LED-драйверах, что является важной задачей для современных светодиодных систем. Основное внимание уделяется применению адаптированной классической схемы ограничения пускового тока с использованием реле времени и ограничительного резистора. Представленная схема включает трансформатор, диодный мост, стабилизатор напряжения, конденсаторы, микросхему таймера NE555P и реле для управления резистором. В работе представлен анализ преимуществ и недостатков современных методов ограничения пускового тока с применением терморезисторов и MOSFET-схем. Для исследования были выбраны модели LED-драйверов с различным схемотехническим решением мощностью 36 Вт и напряжением 12 В. С помощью осциллографа FNIRSI-2C23T были проведены измерения максимальных значений тока в разный период времени рабочего цикла. Оценены погрешности измерений, вызванные работой осциллографа, измерительного щупа и токоизмерительного шунта. Экспериментальные результаты показали возможность снижения амплитудного значения пускового тока при использовании усовершенствованной схемы драйвера. Также рассмотрены возможные пути улучшения схемы ограничения пускового тока, в том числе использование бестрансформаторного управления электромагнитным реле для дальнейшей оптимизации устройства.

The paper addresses the issue of inrush current limitation in LED drivers, which is an important task for modern LED systems. The focus is on the application of an adapted classical inrush current limiting scheme using a time relay and a limiting resistor for use in LED drivers. The proposed circuit includes a transformer, a diode bridge, a voltage regulator, capacitors, an NE555P timer IC, and a relay for controlling resistor R2. The paper also provides a literature review of modern inrush current limiting methods, such as thermistors and MOSFET circuits, with an analysis of their advantages and disadvantages. For the study, five models of LED drivers with a power rating of 36 W and a voltage of 12 V were selected. Current values were measured using the FNIRSI-2C23T oscilloscope, which allowed the changes in inrush current to be recorded. Measurement errors due to the oscilloscope, measurement probe, and current-sensing shunt were evaluated. The experimental results demonstrated a reduction in inrush current when using the proposed circuit. The calculations for determining the limiting resistor's nominal value and assessing power losses took into account the necessary parameters, confirming the correctness of the circuit choice. Possible ways to improve the circuit were also discussed, including the use of transformerless electromagnetic relay control to further optimize the device.

ограничение пускового токасветодиодные драйверыпусковой токстабилизация напряжениязаряд конденсаторареле временирезисторсхемаsurge current limitationLED driversinrush currentvoltage regulationcapacitor chargingtime relaycircuit protectionReferencesТифлов А.В. Современные способы ограничения пусковых токов в источниках электропитания // Силовая электроника. - 2019. - №4. - С. 40-43.Tiflov A. V. Modern methods of limiting inrush currents in power sources // Power electronics. 2019. No. 4. pp. 40-43.Никифоров С., Архипов А. Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств // Полупроводниковая светотехника. - 2020. - №5/Nikiforov S., Arkhipov A. Regulator of the phase of the transient process in alternating voltage circuits for measuring starting and starting currents of electrical devices // Semiconductor lighting engineering. 2020. No. 5.Коротков С.М., Лукин А.В. Источники питания для светодиодного освещения // Практическая силовая электроника. – М.: ММП-Ирбис, 2012. - С. 3-9.Korotkov S. M., Lukin A. V. Power supplies for LED lighting // Practical power electronics. Moscow: MMP-Irbis, 2012, pp. 3-9.Cапрыкин А., Уелин В., Волгараев К. Пусковой и/или стартовый ток? // Полупроводниковая светотехника. - 2020. - №3. - С. 26-29.Saprykin A., Uelin V., Volgaraev K. Starting and/or starting current? // Semiconductor lighting technology. 2020. No. 3. pp. 26-29.Робертс С. Причины и решение проблемы пускового тока: краткое руководство // Силовая электроника. - 2021. - №2. - С. 64-67.Roberts S. Causes and solution of the inrush current problem: a short guide // Power Electronics. - 2021. - No. 2. - pp. 64-67.Крутиков К. К., Рожков В. В., Леонов И. Е., Белоусов Д. В., Романов Д. А., Рудняков К. А. Современное состояние и решение проблемы плавного пуска импульсных источников питания // Практическая силовая электроника. - 2018. - №4. - С. 42-46.Krutikov K. K., Rozhkov V. V., Leonov I. E., Belousov D. V., Romanov D. A., Rudnyakov K. A. The current state and solution of the problem of soft start of switching power supplies // Practical power electronics. - 2018. - No. 4. - pp. 42-46.Абрамов А., Богданов А., Данилко А., Дмитриев П., Карев А., Степанов А. Электрические характеристики ОП со светодиодными источниками света при включении и требования к устройствам защиты сети электропитания // Полупроводниковая светотехника. - 2020. - №2. - С. 12-15.Abramov A., Bogdanov A., Danilko A., Dmitriev P., Karev A., Stepanov A. Electrical characteristics of OP with LED light sources when switched on and requirements for protection devices of the power supply network // Semiconductor lighting engineering. - 2020. - No. 2. - pp. 12-15.Mathiou S., Lambert H., Jammet P. Impact of LED Lighting on Electrical Networks // Schneider Electric White Paper. - 15.10.2014. - Ст.1.Mathiou S., Lambert H., Jammet P. Impact of LED Lighting on Electrical Networks // Schneider Electric White Paper. - 10/15/2014. - Article 1.Исследование способов ограничения пускового тока светодиодных устройств в целях увеличения эксплуатационного ресурса изделий В.Р. Иванова, Р.Р. Сафин // Южно-Сибирский научный вестник. – 2025. – №4. – с. 53-57.Ways to Limit the Inrush Current of LED Devices in Order to Increase the Service Life of Products by V.R. Ivanova, R.R. Safina // South Siberian Scientific Bulletin. – 2025. – No. 4. – pp. 53-57.Зарядка конденсатора // НИЯУ МИФИ URL: https://online.mephi.ru/courses/physics/electricity/data/course/4/4.4.html (дата обращения: 15.07.2025).Charging the capacitor // NRU MEPhI URL: https://online.mephi.ru/courses/physics/electricity/data/course/4/4.4.html (date of reference: 07/15/2025).Мэк Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению/Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХІ», 2008. — 272 с.: ил. (Серия «Силовая электроника»).Mack R. Switching power supplies. Theoretical foundations of design and a guide to practical application/ Translated from English. — M.: Publishing house "Dodeka-XXI", 2008. — 272 p.: ill. (Series "Power electronics").Забродин Ю. С. Промышленная электроника. - ЭР-277 изд. - 24.09.81: Высшая школа, 1982. - 489 с.Zabrodin Y. S. Industrial electronics. - ER-277 ed. - 09/24/81: Higher School, 1982. - 489 p.Sze S. M. Physics of Semiconductor devices. - 2 изд. - New Jersey: Wiley-Interscience, 1981. - 456 с.Sze S. M. Physics of Semiconductor devices. - 2nd ed. - New Jersey: Wiley-Interscience, 1981. - 456 p.IOTA Engineering Qualifying Emergency Lighting to NEMA 410 Standards // TECH BRIEF Emergency Lighting and Inrush Protection. - 2018. - №REV 040918IOTA Engineering Qualifying Emergency Lighting to NEMA 410 Standards // TECH BRIEF Emergency Lighting and Inrush Protection. - 2018. - №REV 040918.LED Driver Inrush Current and MCB Quantity // uPowerTek URL: https://www.upowertek.com (дата обращения: 15.02.2025).LED Driver Inrush Current and MCB Quantity // uPowerTek URL: https://www.upowertek.com (date of request: 02/15/2025).Как измерить ток с помощью осциллографа: выбираем оптимальный метод // supereyes URL: https://supereyes.ru/ (дата обращения: 13.10.2025).How to measure current with an oscilloscope: choosing the optimal method // supereyes. URL: https://supereyes.ru/ (accessed: 13.10.2025).TDK Corporation. NTC Thermistors for Inrush Current Limiting: Technical Guide and Application Manual. Tokyo: TDK Electronics AG, 2023. 36 p. URL: https://www.tdkelectronics.tdk.com/download/532341/4b8e136e9f1e7c35b18e25c45297697c/pdf-inrush-currentlimiting-ntc-thermistors.pdf (дата обращения: 20.01.2026).TDK Corporation. NTC Thermistors for Inrush Current Limiting: Technical Guide and Application Manual. Tokyo: TDK Electronics AG, 2023. 36 p. URL: https://www.tdk-electronics.tdk.com/download/532341/4b8e136e9f1e7c35b18e25c45297697c/pdf-inrush-currentlimiting-ntc-thermistors.pdf (accessed: 20.01.2026).Infineon Technologies AG. PROFET+2 12V: Smart High-Side Power Switches for Automotive and Industrial Applications. Datasheet. Munich: Infineon Technologies, 2024. 48 p. URL: https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-PROFET-2-12V-DS-v02_00-EN.pdf (дата обращения: 20.01.2026).Infineon Technologies AG. PROFET+2 12V: Smart High-Side Power Switches for Automotive and Industrial Applications. Datasheet. Munich: Infineon Technologies, 2024. 48 p. URL: https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-PROFET-2-12V-DS-v02_00-EN.pdf (accessed: 20.01.2026).Omron Electronics LLC. G2RL Series Power PCB Relays: Technical Specifications and Application Guide. Schaumburg: Omron Corporation, 2023. 45 p. URL: https://www.omron.com/ecb/products/pdf/RELAY_POWER_PCB_G2RL.pdf (дата обращения: 20.01.2026).Omron Electronics LLC. G2RL Series Power PCB Relays: Technical Specifications and Application Guide. Schaumburg: Omron Corporation, 2023. 45 p. URL: https://www.omron.com/ecb/products/pdf/RELAY_POWER_PCB_G2RL.pdf (accessed: 20.01.2026).Vishay Intertechnology Inc. SMD Inrush Current Limiting PTC Thermistors: Design Guide for LED Driver Applications. Malvern: Vishay, 2024. 28 p. URL: https://www.vishay.com/docs/29074/smdinrush.pdf (дата обращения: 20.01.2026).Vishay Intertechnology Inc. SMD Inrush Current Limiting PTC Thermistors: Design Guide for LED Driver Applications. Malvern: Vishay, 2024. 28 p. URL: https://www.vishay.com/docs/29074/smdinrush.pdf (accessed: 20.01.2026).STMicroelectronics. LED Driver ICs with Integrated Inrush Current Limiting: Application Note AN5321. Geneva: STMicroelectronics, 2023. 32 p. URL: https://www.st.com/resource/en/application_note/an5321-led-driver-ics-with-integrated-inrushcurrent-limiting-stmicroelectronics.pdf (дата обращения: 20.01.2026).STMicroelectronics. LED Driver ICs with Integrated Inrush Current Limiting: Application Note AN5321. Geneva: STMicroelectronics, 2023. 32 p. URL: https://www.st.com/resource/en/application_note/an5321-led-driver-ics-with-integrated-inrushcurrent-limiting-stmicroelectronics.pdf (accessed: 20.01.2026).Исследование способов ограничения пускового тока светодиодных устройств в целях увеличения эксплуатационного ресурса изделий В.Р. Иванова, Р.Р. Сафин // Южно-Сибирский научный вестник. – 2025. – №4. – с. 53-57.Investigation of ways to limit the inrush current of led devices in order to increase the operational life of products / V.R. Ivanova, R.R. Safin // South Siberian Scientific Bulletin. – 2025. – No. 4. – pp. 53-57.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.