Как да изберем драйвер за LED лампа: видове, предназначение + функции за свързване

Светодиодните лампи придобиха широко разпространение, в резултат на което започна активното производство на вторични източници на енергия. Водачът на LED лампата е в състояние стабилно да поддържа зададените стойности на тока на изхода на устройството, стабилизирайки напрежението, преминаващо през веригата от диоди.

Ще ви разкажем всичко за видовете и принципите на работа на текущото преобразуващо устройство за работа на диодна лампа. В нашата статия предоставяме насоки за избора на водач и даваме полезни препоръки. Ще намерим независими електротехници за дома с доказани схеми за свързване.

Предназначение и обхват на употреба

Диодните кристали се състоят от два полупроводника - анод (плюс) и катод (минус), които са отговорни за трансформацията на електрически сигнали. Едната област има P-тип проводимост, втората - N. Когато е свързан източник на енергия, през тези елементи ще тече ток.

Поради тази полярност, електрони от P-тип зона се втурват към зона от тип N и обратно, зарядите от N точка се втурват към P. Въпреки това, всеки участък от региона има свои собствени граници, наречени P-N връзки. На тези места се намират частици и взаимно се абсорбират или рекомбинират.

Диодът се отнася до полупроводникови елементи и има само едно p-n съединение. Поради тази причина основната характеристика, която определя степента на яркост на техния блясък, не е напрежение, а ток

По време на P-N кръстовищата напрежението намалява с определен брой волта, винаги едно и също за всеки елемент от веригата. Като се имат предвид тези стойности, драйверът стабилизира входящия ток и формира постоянна стойност на изхода.

Каква е необходимата мощност и какви стойности на загуби по време на преминаване през P-N са посочени в паспорта на LED устройството. Следователно за избор на диодна крушка необходимо е да се вземат предвид параметрите на захранването, обхватът на който трябва да е достатъчен, за да компенсира загубената енергия.

За да могат светодиодите с висока мощност да отработят времето, посочено в характеристиките, е необходимо стабилизиращо устройство - драйвер. Изходното напрежение винаги се показва на тялото на електронния механизъм

За оборудване на осветителни устройства се използват захранващи устройства с напрежение от 10 до 36 V.

Техниката може да бъде от различни видове:

• фарове на автомобили, велосипеди, мотоциклети и др .;
• малки преносими или улични светлини;
• оловна светлина, Панделки, тавана светлина и модули.

Въпреки това за светодиоди с ниска мощност, както и в случай на използване на постоянно напрежение, драйверите могат да не прилагат. Вместо това във веригата се въвежда резистор, също захранван от 220 V.

Принципът на работа на захранването

Нека да разберем какви са разликите между източника на напрежение и захранването. Като пример, помислете за схемата, показана по-долу.

Като свържете 40 ома резистор към 12 V захранване, ток от 300 mA ще премине през него (фигура А). При паралелно свързване на втория резистор във веригата текущата стойност ще бъде - 600 mA (B). Напрежението обаче ще бъде непроменено.

Въпреки свързването на два резистора към източник на захранване, вторият на изхода ще създаде постоянно напрежение, тъй като при идеални условия не се подчинява на товара

Сега ще разгледаме как стойностите ще се променят, ако резисторите са свързани към захранването във веригата. По същия начин въвеждаме реостат от 40 Ohm с драйвер 300 mA. Последният създава напрежение от 12 V върху него (схема B).

Ако веригата е съставена от два резистора, тогава текущата стойност е непроменена, а напрежението е 6 V (G).

Водачът, за разлика от източника на напрежение, поддържа посочените параметри на тока на изхода, но мощността на напрежението може да варира

Като правим изводи, можем да кажем, че висококачествен преобразувател доставя натоварването с номинален ток, дори когато напрежението падне. Съответно, кристали от диоди от 2 V или 3 V и ток от 300 mA ще изгорят еднакво ярко с намалено напрежение.

Отличителни характеристики на конвертора

Един от най-важните показатели е предаваната мощност под товар. Устройството не трябва да се претоварва и да се опитва да постигне възможно най-високи резултати.

Неправилната употреба допринася за бързата повреда не само на механизма за преглед, но и на LED чипове.

Основните фактори, влияещи върху работата, включват:

• съставни елементи, използвани в процеса на сглобяване;
• степен на защита (IP);
• минимални и максимални стойности на входа и изхода;
• производител.

Съвременните модели преобразуватели се предлагат на базата на микросхеми и прилагат технологията на импулсно преобразуване (PWM).

В процеса на работа на захранването е въведен метод за модулация на импулсна ширина за регулиране на изходното напрежение, докато изходът запазва същия тип ток като входа

Такива устройства се характеризират с висока степен на защита срещу късо съединение, задръствания в мрежата, а също така имат повишена ефективност.

Правила за избор на конвертор на ток

За да закупите конвертор на LED лампи, трябва да изучите ключа характеристики на устройството, Той се основава на изходното напрежение, номиналния ток и изходната мощност.

Мощност на лек диод

Първоначално ще анализираме изходното напрежение, което е обект на няколко фактора:

• стойността на загубите на напрежение в P-N кръстовището на кристалите;
• броят на светлинните диоди във веригата;
• схема на окабеляване

Параметрите на номиналния ток могат да се определят от характерните характеристики на потребителя, а именно мощността на LED елементите и степента им на яркост.

Този индикатор ще повлияе на консумирания от кристалите ток, обхватът на който варира в зависимост от необходимата яркост.Задачата на преобразувателя е да осигури на тези елементи подаването на нужното количество енергия.

Стойността на изходното напрежение трябва да бъде по-голяма или идентична на общото количество изразходвана енергия за всеки блок на електрическата верига

Мощността на устройството зависи от силата на всеки LED елемент, техния цвят и количество.

За да изчислите консумираната енергия, използвайте следната формула:

P_Н = P_LED * N,

където

• P_LED - електрически товар, създаден от един диод,
• N е броят на кристалите във веригата.

Получените показатели не трябва да са по-малки от мощността на водача. Сега трябва да определите необходимата номинална стойност.

Максимална мощност на устройството

Трябва да се има предвид, че за да се осигури стабилна работа на преобразувателя, номиналните му параметри трябва да надвишават получената P стойност с 20-30%_Н.

Така формулата приема формата:

P_макс ≥ (1,2..1,3) * P_Н,

където п_макс - номинална мощност на захранването.

В допълнение към мощността и броя на потребителите на дъската, силата на натоварване е подчинена и на цветните фактори на потребителя. При същия ток, в зависимост от сянката, те имат различни индикатори за спад на напрежението.

Драйверът за LED лампата трябва да произвежда толкова ток, колкото е необходимо, за да се осигури максимална яркост. Когато избира устройство, купувачът трябва да помни, че мощността трябва да е по-голяма от всички светодиоди, които използват

Вземете за пример светодиодите на американската компания Cree от линията XP-E в червено.

Техните характеристики са следните:

• спад на напрежението 1.9-2.4 V;
• ток 350 mA;
• средна консумация на мощност 750 mW.

Аналог на зелен цвят при един и същ ток ще има напълно различни индикатори: загубите на P-N кръстовища са 3.3-3.9 V, а мощността е 1.25 W.

Съответно може да се заключи: драйвер с мощност 10 вата се използва за захранване на дванадесет червени кристала или осем зелени.

LED схема за свързване

Изборът на драйвер трябва да се извърши след определяне на схемата на свързване на LED-потребителите. Ако първо купите светлинни диоди и след това изберете конвертор за тях, този процес ще бъде придружен от много трудности.

За да търсите устройство, което осигурява работата на точно такъв брой потребители с дадена схема на свързване, ще трябва да отделите много време.

Да дадем пример с шест потребители. Те имат загуба на напрежение 3 V, консумация на ток от 300 mA. За да ги свържете, можете да използвате един от методите, като във всеки случай необходимите параметри на захранването ще се различават.

Недостатъкът на алтернативното разположение на диодите е необходимостта от захранващ блок с високо напрежение, ако има много кристали във веригата

В нашия случай серийна връзка изисква 18 V устройство с ток 300 mA. Основното предимство на този метод е, че една и съща сила преминава през цялата линия, съответно всички диоди изгарят с еднаква яркост.

Недостатъкът на паралелното поставяне на потребителите е разликата в яркостта на блясъка на всяка верига. Подобно отрицателно явление възниква поради промяната в параметрите на диодите поради разлики между тока, преминаващ през всяка линия

Ако се използва паралелно поставяне, достатъчно е да се използва 9 V конвертор, но текущата консумация ще се удвои в сравнение с предишния метод.

Методът на последователно подреждане на два диода не може да се приложи с заместване на броя на кристалите, включени в групата - 3 или повече. Такива ограничения се дължат на факта, че прекалено много ток може да премине през един елемент, а това създава вероятност за повреда на цялата верига

Ако използвате последователен метод с формирането на двойки от два светодиода, се използва драйвер със същите индикатори, както в предишния случай. В този случай яркостта на осветлението вече ще бъде равномерна.

Въпреки това, тук имаше някои отрицателни нюанси: когато мощността се подава към групата, поради разпръскването на характеристиките, един от светодиодите може да се отвори по-бързо от втория и съответно ток, удвояващ номиналната стойност, ще премине през нея.

Много видове Светодиоди за домашно осветление създаден за такива краткосрочни скокове, но този метод е по-малко популярен.

Видове драйвери по тип устройство

Устройствата, които преобразуват 220 V захранване в необходимите индикатори за светодиоди, са условно разделени в три категории: електронни; на базата на кондензатори; димиране.

Пазарът на аксесоари за осветление е представен от голямо разнообразие от модели шофьори, основно от китайски производител. И въпреки ниския ценови диапазон, от тези устройства можете да изберете много прилична опция. Трябва обаче да обърнете внимание на гаранционната карта, защото не всички представени продукти са с приемливо качество.

Електронен изглед на устройството

В идеалния случай електронният преобразувател трябва да бъде оборудван с транзистор. Нейната роля е да изхвърли контролния чип. За елиминиране или максимално изглаждане на пулсацията, на изхода се монтира кондензатор.

Този тип устройство принадлежи към скъпа категория, но е в състояние да стабилизира тока до 750 mA, на което баластните механизми не са способни.

Най-новите драйвери се инсталират главно на електрически крушки с база E27. Изключение от правилото са продуктите на Gauss GU5.3. Те са оборудвани с трансформатор без трансформатор. Степента на пулсации в тях обаче достига няколкостотин Hz

Пулсацията не е единственият недостатък на конверторите. Втората може да се нарече електромагнитна интерференция от високочестотния (HF) диапазон. Така че, ако други електрически уреди, например радио, са свързани към контакта, свързан към лампата, можете да очаквате смущения, когато получавате цифрови FM честоти, телевизия, рутер и т.н.

Допълнително устройство на висококачествено устройство трябва да има два кондензатора: единият е електролитен за изглаждане на пулсации, а другият е керамичен, за понижаване на RF. Такава комбинация обаче може да се намери рядко, особено ако говорим за китайски продукти.

Тези, които имат общи понятия в такива електрически вериги, могат самостоятелно да избират изходните параметри на електронния конвертор, като променят стойността на резисторите

Поради високата ефективност (до 95%), подобни механизми са подходящи за мощни устройства, използвани в различни области, например за настройка на автомобили, в улични осветителни тела, както и за домакински LED източници.

Захранване на база кондензатор

Сега се обръщаме към не толкова популярните устройства - базирани на кондензатори. Почти всички вериги на нискотарифните LED лампи, които използват този тип драйвер, имат сходни характеристики.

Поради модификации от производителя, те претърпяват промени, например премахването на всеки елемент от веригата. Особено често тази част е един от кондензаторите - изглаждане.

Благодарение на неконтролираното зареждане на пазара с евтини и нискокачествени стоки, потребителите могат да „почувстват“ сто пулсации в лампите. Без дори да се задълбавате в устройството им, може да се твърди, че изглаждащият елемент е отстранен от веригата

Такива механизми имат само две предимства: те са достъпни за самостоятелно сглобяване и тяхната ефективност е равна на сто процента, тъй като загубите ще възникнат само при p-n кръстовища и съпротивления.

Същият брой отрицателни аспекти: ниска електрическа безопасност и висока степен на пулсации. Вторият недостатък е около 100 Hz и се образува в резултат на коригиране на променливо напрежение. В спецификацията на държавния стандарт е посочена нормата на допустимото пулсация от 10-20% в зависимост от предназначението на помещението, в което е монтирано осветителното устройство.

Единственият начин да се изглади този недостатък е да се избере кондензатор с правилната стойност. Независимо от това, не бива да разчитате на пълно отстраняване на проблема - такова решение може само да изглади интензивността на изблиците.

Димируеми токови преобразуватели

Димери за драйвери за димируеми LED крушки ви позволяват да промените входящите и изходящите токови индикатори, като същевременно намалите или увеличите степента на яркост на светлината, излъчвана от диодите.

Има два метода на свързване:

• първата включва мек старт;
• вторият е импулсен.

Помислете принципа на работа на димируемите драйвери въз основа на чипа CPC9909, използван като регулиращо устройство за LED вериги, включително тези с висока яркост.

Стандартна комутационна верига CPC9909 с захранване от 220 V. Според схематичните инструкции е възможно да се контролира един или повече мощни консуматори

С плавен старт, чипът на водача осигурява постепенно включване на диоди с увеличаване на яркостта. За този процес се използват два резистора, свързани към LD терминала, проектирани да изпълняват задачата за плавно затъмняване. Това изпълнява важна задача - удължаване на живота на LED елементи.

Същият извод е даден и от аналогово регулиране - резистор 2,2 kΩ се сменя на по-мощен променлив аналог - 5,1 kOhm. По този начин се постига плавна промяна на изходния потенциал.

Прилагането на втория метод включва подаване на правоъгълни импулси към нискочестотния изход PWMD. Това включва или микроконтролер, или генератор на импулси, които задължително са разделени от оптрон.

Със или без жилище?

Драйверите се предлагат в или без корпус. Първият вариант е най-често срещаният и по-скъп. Такива устройства са защитени от влага и прахови частици.

Устройствата от втория тип се използват за монтиране на флъш и съответно са евтини.

Мощността на всички представени устройства може да бъде от 12 V или 220 V. Въпреки факта, че моделите с отворена рамка печелят в цената, те изостават значително по отношение на безопасността и надеждността на механизма

Всеки от тях се отличава с допустима температура по време на работа - също е необходимо да се обърне внимание на това при избора.

Класическа схема на водача

За самостоятелно сглобяване на LED захранването ще се справим с най-простото устройство от импулсен тип, което няма галванична изолация. Основното предимство на този тип верига е неговата проста връзка и надеждна работа.

220 V верига на преобразувателя е представена като комутационно захранване. При сглобяването трябва да се спазват всички правила за електрическа безопасност, тъй като няма ограничения за токовия изход

Схемата на такъв механизъм е съставена от три основни каскадни области:

1. Капацитивен сепаратор на напрежение.
2. Токоизправителя.
3. Стабилизатори на напрежението.

Първият раздел е противодействието, упражнено от променлив ток върху кондензатор С1 с резистор. Последното е необходимо единствено за независимо зареждане на инертния елемент. Не влияе на работата на веригата.

Номиналната стойност на резистора може да бъде в диапазона от 100 kOhm-1 Mom, с мощност 0,5-1 вата. Кондензаторът трябва да бъде електролитен, а неговата ефективна стойност на амплитудно напрежение е 400-500 V

Когато образуваната полувълна от напрежение преминава през кондензатора, токът тече до пълното зареждане на плочите. Колкото по-малък е капацитетът на механизма, толкова по-малко време ще се изразходва за пълното му зареждане.

Например, устройство с обем 0,3-0,4 µF се зарежда за 1/10 от периода на полувълната, т.е. само една десета от предаваното напрежение преминава през този участък.

Процесът на изправяне в този раздел се извършва съгласно схемата на Gretz. Диодният мост се избира, като се започне от номиналния ток и обратно напрежение.В този случай последната стойност не трябва да бъде по-малка от 600 V

Втората каскада е електрическо устройство, което превръща (изправя) променлив ток в пулсиращ. Този процес се нарича полувълнов. Тъй като една част от полувълната беше загладена от кондензатор, на изхода на тази секция постоянният ток ще бъде 20-25 V.

Тъй като захранването на светодиодите не трябва да надвишава 12 V, за веригата трябва да се използва стабилизиращ елемент. За това се въвежда капацитивен филтър. Например, можете да използвате модела L7812

Третата каскада работи на базата на изглаждащ стабилизиращ филтър - електролитен кондензатор. Изборът на неговите капацитивни параметри зависи от натоварването.

Тъй като сглобената верига възпроизвежда работата си веднага, е невъзможно да се докосне голите проводници, тъй като проведеният ток достига десетки ампери - линиите са предварително изолирани.

Изводи и полезно видео по темата

Всички трудности, с които може да се срещне радиолюбител при избора на конвертор за светодиодни лампи с висока мощност, са описани подробно във видеото:

Основни характеристики на независимото свързване на преобразувателя към електрическата верига:

Инструкция стъпка по стъпка, описваща процеса на сглобяване на DIY на LED драйвера от импровизирани средства:

Въпреки десетките хиляди часове на непрекъснатата работа на LED лампите на производителя, има много фактори, които значително намаляват тези показатели.

Драйверите са проектирани да изглаждат всички токови удари в електрическата система. Изборът или самосглобяването им трябва да се подхожда отговорно след изчисляване на всички необходими параметри.

Разкажете ни как сте избрали драйвера за LED крушката. Споделете своите аргументи и начини за стабилизиране на подаването на напрежение към диодно осветително устройство. Оставете коментари в блока по-долу, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията.