Sådan vælges en LED-lampedriver: typer, formål + tilslutningsfunktioner

LED-lamper er blevet udbredt, hvilket har ført til, at den aktive produktion af sekundære strømkilder er begyndt. Driveren til LED-lampen er i stand til stabilt at opretholde de indstillede strømværdier ved enhedens udgang og stabilisere spændingen, der passerer gennem kæden af ​​dioder.

Vi vil fortælle dig alt om de typer og principper for betjening af den aktuelle konverteringsenhed til drift af en diodelampe. I vores artikel giver vi vejledning i valg af en driver og giver nyttige anbefalinger. Vi vil finde uafhængige hjemmeelektrikere med beviste tilslutningsordninger.

Formål og anvendelsesområde

Diodekrystaller består af to halvledere - anoden (plus) og katoden (minus), som er ansvarlige for omdannelsen af ​​elektriske signaler. Det ene område har P-type ledningsevne, det andet - N. Når en strømkilde er tilsluttet, vil strøm strømme gennem disse elementer.

På grund af denne polaritet skynder elektroner fra P-typen zone sig til N-typen zone, og vice versa, ladninger fra N-punktet skynder sig til P. Imidlertid har hver sektion af regionen sine egne grænser, kaldet P-N-kryds. På disse steder findes partikler og absorberes eller rekombineres gensidigt.

Dioden refererer til halvlederelementer og har kun et p-n-kryds. Af denne grund er den vigtigste egenskab, der bestemmer graden af ​​lysstyrke af deres glød, ikke spænding, men strøm

Under P-N-kryds falder spændingen med et vist antal volt, altid det samme for hvert element i kredsløbet. Givet disse værdier stabiliserer driveren den indkommende strøm og danner en konstant værdi ved udgangen.

Hvilken strøm der kræves, og hvilke værdier af tab ved P-N-passage er angivet i pas på LED-enheden. Derfor for vælge en diodepære det er nødvendigt at tage hensyn til parametrene for strømforsyningen, hvis rækkevidde skal være tilstrækkelig til at kompensere for den mistede energi.

For at lysdioder med høj effekt skal regne ud den tid, der er angivet i egenskaberne, kræves en stabiliseringsenhed - en driver. Udgangsspændingen vises altid på kroppen af ​​den elektroniske mekanisme

Strømforsyninger med spænding fra 10 til 36 V bruges til at udstyre lysanordninger.

Teknikken kan være af forskellige typer:

• forlygter på biler, cykler, motorcykler osv .;
• små bærbare eller gade lys;
• ført lys, Bånd, loft lys og moduler.

Dog for lav effekt lysdiodersåvel som i tilfælde af brug af konstant spænding, er drivere tilladt ikke at anvende. I stedet introduceres en modstand også i kredsløbet, der også drives af en 220 V.

Princippet for drift af strømforsyningen

Lad os finde ud af, hvad der er forskellene mellem spændingskilde og strømforsyning. Som et eksempel skal du overveje kredsløbet vist nedenfor.

Ved at forbinde en 40 ohm-modstand til 12 V strømforsyningen, vil en strøm på 300 mA passere gennem den (figur A). Med den parallelle forbindelse af den anden modstand i kredsløbet, vil den aktuelle værdi være - 600 mA (B). Spændingen vil dog være uændret.

På trods af forbindelsen mellem to modstande til en strømkilde vil den anden ved udgangen skabe en konstant spænding, fordi den under ideelle forhold ikke overholder belastningen

Nu vil vi overveje, hvordan værdierne vil ændre sig, hvis modstande er forbundet til strømforsyningen i kredsløbet. På samme måde introducerer vi en 40 Ohm rheostat med en 300 mA driver. Sidstnævnte skaber en spænding på 12 V på det (kredsløb B).

Hvis kredsløbet er sammensat af to modstande, er den aktuelle værdi uændret, og spændingen er 6 V (G).

Driveren, i modsætning til spændingskilden, opretholder de specificerede strømparametre ved udgangen, men spændingseffekten kan dog variere

Når vi drager konklusioner, kan vi sige, at en konverter af høj kvalitet forsyner belastningen med en nominel strøm, selv når spændingen falder. Følgelig vil krystaller af dioder på 2 V eller 3 V og en strøm på 300 mA brænde lige så lyse med en reduceret spænding.

Konverterens særpræg

En af de vigtigste indikatorer er den transmitterede effekt under belastning. Enheden må ikke overbelastes og forsøge at opnå de højest mulige resultater.

Forkert brug bidrager til den hurtige fiasko for ikke kun oversigtsmekanismen, men også LED-chips.

De vigtigste faktorer, der påvirker arbejdet, inkluderer:

• bestanddele, der bruges i samleprocessen;
• grad af beskyttelse (IP);
• minimum og maksimum værdier ved input og output;
• producenten.

Moderne modeller af konvertere er tilgængelige på basis af mikrokredsløb og anvender teknologien til pulsbredde-transformation (PWM).

Under driften af ​​strømforsyningen blev der indført en pulsbredde-moduleringsmetode til at styre udgangsspændingen, mens udgangen bevarer den samme strømtype som indgangen

Sådanne anordninger er kendetegnet ved en høj grad af beskyttelse mod kortslutninger, netværkstopning og har også øget effektivitet.

Regler for valg af en nuværende konverter

For at købe en LED-lampekonverter, skal du studere nøglen enhedsegenskaber. Det er baseret på udgangsspænding, nominel strøm og effektudgang.

Let diodekraft

Vi analyserer udgangsspændingen oprindeligt, hvilket er underlagt flere faktorer:

• værdien af ​​spændingstab ved P-N-krydset af krystaller;
• antallet af lette dioder i kæden;
• ledningsdiagram.

Parametrene for den nominelle strøm kan bestemmes af de karakteristiske træk for forbrugeren, nemlig LED-elementernes styrke og deres lysstyrke.

Denne indikator vil påvirke den strøm, der forbruges af krystallerne, hvis rækkevidde varierer baseret på den krævede lysstyrke.Konverterens opgave er at forsyne disse elementer med den rette mængde energi.

Værdien af ​​udgangsspændingen skal være større end eller identisk med den samlede mængde energi, der bruges på hver blok af det elektriske kredsløb

Enhedens strøm afhænger af styrken for hvert LED-element, deres farve og mængde.

For at beregne den forbrugte energi skal du bruge følgende formel:

P_H = P_LED * N,

hvor

• P_LED - elektrisk belastning oprettet af en diode
• N er antallet af krystaller i kæden.

De opnåede indikatorer bør ikke være mindre end førerkraften. Nu skal du bestemme den krævede nominelle værdi.

Enhedens maksimale effekt

Det skal huskes, at dens nominelle parametre for at sikre en stabil drift af konverteren skal overstige den opnåede P-værdi med 20-30%_H.

Formlen har således formen:

P_max ≥ (1,2,1,1,3) * P_H,

hvor p_max - nominel effekt af strømforsyningen.

Ud over strømmen og antallet af forbrugere på tavlen er belastningen også underordnet forbrugernes farvefaktorer. Afhængig af skyggen har de på samme strøm forskellige indikatorer for spændingsfald.

Driveren til LED-lampen skal producere så meget strøm, som det er nødvendigt for at sikre maksimal lysstyrke. Når man vælger en enhed, skal køberen huske, at strømmen skal være større, end alle lysdioder bruger

Tag for eksempel lysdioderne til det amerikanske firma Cree fra XP-E linjen i rødt.

Deres egenskaber er som følger:

• spændingsfald 1,9-2,4 V;
• strøm 350 mA;
• gennemsnitligt strømforbrug 750 mW.

En analog grøn farve ved samme strøm vil have helt forskellige indikatorer: tab på P-N-kryds er 3,3-3,9 V, og effekten er 1,25 W.

I overensstemmelse hermed kan det konkluderes: en driver, der er vurderet til 10 watt, bruges til at drive tolv røde krystaller eller otte grønne.

LED-tilslutningsdiagram

Valget af driver skal træffes, når LED-forbrugeres forbindelseskema er fastlagt. Hvis du først køber lette dioder og derefter vælger en konverter til dem, vil denne proces ledsages af en masse vanskeligheder.

For at søge efter en enhed, der sikrer netop et sådant antal forbrugere med en given forbindelsesordning, skal du bruge en masse tid.

Lad os give et eksempel med seks forbrugere. De har et spændingstab på 3 V, et strømforbrug på 300 mA. For at forbinde dem kan du bruge en af ​​metoderne, mens de krævede parametre for strømforsyningen i begge tilfælde afviger.

Ulempen ved det alternative arrangement af dioderne er behovet for en strømforsyningsenhed med høj spænding, hvis der er en masse krystaller i kredsløbet

I vores tilfælde kræver en seriel forbindelse en 18 V enhed med en strøm på 300 mA. Den største fordel ved denne metode er, at den samme kraft passerer gennem henholdsvis hele linjen, at alle dioder brænder med identisk lysstyrke.

Ulempen ved parallel placering af forbrugere er forskellen i lysstyrken i glødet i hver kæde. Et sådant negativt fænomen forekommer på grund af variationen i parametrene for dioderne på grund af forskelle mellem strømmen, der passerer gennem hver linje

Hvis der anvendes parallel placering, er det nok at bruge en 9 V-konverter, men det aktuelle forbrug vil blive fordoblet i forhold til den foregående metode.

Metoden til sekventiel arrangement af to dioder kan ikke anvendes med udskiftning af antallet af krystaller inkluderet i gruppen - 3 eller mere. Sådanne begrænsninger skyldes, at for meget strøm kan passere gennem et element, og dette skaber sandsynligheden for, at hele kredsløbet svigter

Hvis du bruger en sekventiel metode med dannelse af par af to LED'er, bruges en driver med de samme indikatorer som i forrige tilfælde. I dette tilfælde vil lysstyrken være ens.

Her var der dog nogle negative nuancer: når der tilføres strøm til gruppen på grund af spredningen af ​​egenskaber, kan en af ​​lysdioderne åbnes hurtigere end den anden, og følgelig vil en strøm, der fordobler den nominelle værdi, gå igennem den.

Mange arter LED'er til belysning i hjemmet designet til sådanne kortvarige spring, men denne metode er mindre populær.

Typer af drivere efter enhedstype

Enheder, der konverterer 220 V strømforsyning til de nødvendige indikatorer til LED'er er konventionelt opdelt i tre kategorier: elektronisk; baseret på kondensatorer; dæmpes.

Markedet for belysningstilbehør repræsenteres af en lang række førermodeller, hovedsageligt fra en kinesisk producent. Og på trods af den lave prisklasse kan du fra disse enheder vælge en meget anstændig mulighed. Dog skal du være opmærksom på garantikortet, fordi ikke alle præsenterede produkter er af acceptabel kvalitet.

Elektronisk visning af enheden

Ideelt set skal den elektroniske konverter udstyres med en transistor. Dens rolle er at aflade kontrolchippen. For at eliminere eller maksimere udjævning af krusningen monteres en kondensator ved udgangen.

Denne type enhed hører til en dyr kategori, men den er i stand til at stabilisere strømmen op til 750 mA, hvilket ballastmekanismer ikke er i stand til.

De nyeste drivere er hovedsageligt installeret på pærer med en E27-base. En undtagelse fra reglen er Gauss GU5.3-produkter. De er udstyret med en transformerfri konverter. Graden af ​​krusning i dem når imidlertid flere hundrede Hz

Pulsering er ikke den eneste ulempe ved omformere. Det andet kan kaldes elektromagnetisk interferens i højfrekvensområdet (HF). Så hvis andre elektriske apparater, for eksempel radio, er tilsluttet stikkontakten, der er tilsluttet lampen, kan du forvente interferens, når du modtager digitale FM-frekvenser, tv, en router osv.

En valgfri enhed til en enhed af høj kvalitet skal have to kondensatorer: den ene er elektrolytisk til udjævning af krusninger, den anden er keramisk til at sænke RF. Imidlertid kan en sådan kombination sjældent findes, især hvis vi taler om kinesiske produkter.

De, der har fælles koncepter i sådanne elektriske kredsløb, kan uafhængigt vælge udgangsparametre for den elektroniske konverter ved at ændre værdien af ​​modstande

På grund af den høje effektivitet (op til 95%) er sådanne mekanismer velegnet til kraftfulde enheder, der bruges i forskellige felter, f.eks. Til indstilling af biler, i gadebelysningsarmaturer såvel som husholdnings LED-kilder.

Kondensatorbaseret strømforsyning

Nu henvender vi os til ikke så populære enheder - baseret på kondensatorer. Næsten alle de billige LED-lampekredsløb, der bruger denne type driver, har lignende egenskaber.

På grund af ændringer fra producenten gennemgår de imidlertid ændringer, f.eks. Fjernelse af ethvert element i kæden. Især ofte er denne del en af ​​kondensatorerne - udjævning.

På grund af den ukontrollerede fyldning af markedet med billige og lav kvalitet, kan brugerne "føle" hundrede pulseringer i lamperne. Uden at engang gå i dybden i deres enhed kan det argumenteres for, at udjævningselementet er fjernet fra kredsløbet

Sådanne mekanismer har kun to fordele: De er tilgængelige til selvmontering, og deres effektivitet er lig med hundrede procent, da tab kun vil forekomme ved p-n-kryds og modstande.

Det samme antal negative aspekter: lav elektrisk sikkerhed og en høj grad af krusning. Den anden ulempe er ca. 100 Hz og er dannet som et resultat af ensretning af en vekslende spænding. Tilstandens standardspecifikation angiver normen for tilladt krusning på 10-20% afhængigt af formålet med det rum, hvor belysningsanordningen er installeret.

Den eneste måde at udjævne denne mangel er at vælge en kondensator med den rigtige karakter. Ikke desto mindre bør du ikke stole på en fuldstændig eliminering af problemet - en sådan løsning kan kun udjævne intensiteten af ​​bursts.

Dæmpbare strømomformere

Drivere dæmper for dæmpbare LED-pærer giver dig mulighed for at ændre de indkommende og udgående strømindikatorer, samtidig med at du reducerer eller øger lysstyrken på lyset, der udsendes fra dioderne.

Der er to forbindelsesmetoder:

• den første involverer en blød start;
• den anden er pulset.

Overvej prinsippet om drift af dimbare drivere baseret på CPC9909-chippen, der bruges som reguleringsenhed til LED-kredsløb, inklusive dem med høj lysstyrke.

Standard switching kredsløb CPC9909 med forsyning 220 V. I henhold til de skematiske instruktioner er det muligt at styre en eller flere magtfulde forbrugere

Med en jævn start giver driverchippen en gradvis integration af dioder med stigende lysstyrke. Til denne proces bruges to modstande, der er forbundet til LD-terminalen, designet til at udføre opgaven med glat dæmpning. Dette implementerer en vigtig opgave - forlænger levetiden for LED-elementer.

Den samme konklusion er også givet ved analog regulering - en 2,2 kΩ modstand ændres til en mere kraftfuld variabel analog - 5,1 kOhm. Således opnås en jævn ændring i outputpotentialet.

Anvendelsen af ​​den anden metode involverer tilførsel af rektangulære impulser til lavfrekvente output PWMD. Dette involverer enten en mikrokontroller eller en pulsgenerator, som nødvendigvis er adskilt af en optokoppler.

Med eller uden boliger?

Drivere fås i eller uden boliger. Den første mulighed er den mest almindelige og dyrere. Sådanne anordninger er beskyttet mod fugt og støvpartikler.

Enheder af den anden type bruges til montering i flush og er derfor billige.

Kraften på alle de præsenterede enheder kan komme fra et 12 V- eller 220 V. netværk. På trods af at open-frame-modeller vinder i pris, hænger de betydeligt bagud med hensyn til mekanismenes sikkerhed og pålidelighed

Hver af dem er kendetegnet ved en tilladt temperatur under drift - det er også nødvendigt at være opmærksom på dette, når du vælger.

Klassisk førerkreds

Ved selvmontering af LED-strømforsyningen vil vi håndtere den mest enkle enhed af en pulstype, der ikke har galvanisk isolering. Den største fordel ved denne type kredsløb er dens enkle forbindelse og pålidelige betjening.

Et 220 V-omformerkredsløb præsenteres som en skiftestrømforsyning. Ved samling skal alle elektriske sikkerhedsregler overholdes, da der ikke er nogen grænser for strømudgang

Ordningen med en sådan mekanisme er sammensat af tre vigtigste kaskadearealer:

1. Kapacitiv spændingsseparator.
2. Den ensretter.
3. Spændingsstabilisatorer.

Det første afsnit er den modaktion, der udøves af vekselstrøm på kondensator Cl med en modstand. Det sidstnævnte kræves udelukkende for uafhængig opladning af det inerte element. Det påvirker ikke driften af ​​kredsløbet.

Modstandens nominelle værdi kan ligge i området 100 kOhm-1 Mom med en effekt på 0,5-1 watt. Kondensatoren skal være elektrolytisk, og dens effektive amplitudespænding er 400-500 V

Når den dannede halvbølge af spænding passerer gennem kondensatoren, strømmer strømmen, indtil pladerne er fuldt opladet. Jo mindre mekanismens kapacitet er, jo mindre tid bruges på dens fulde opladning.

F.eks. Oplades en anordning med et volumen på 0,3-0,4 μF i 1/10 af halvbølgetiden, dvs. kun en tiendedel af den transmitterede spænding passerer gennem dette afsnit.

Udrettelsesprocessen i dette afsnit udføres i henhold til Gretz-ordningen. Diodebroen vælges, startende fra den nominelle strøm og omvendt spænding.I dette tilfælde bør den sidste værdi ikke være mindre end 600 V

Den anden kaskade er en elektrisk enhed, der konverterer (udbedrer) vekselstrøm til pulserende. Denne proces kaldes halvbølge. Da en del af halvbølgen blev udjævnet med en kondensator, ved udgangen til dette afsnit, er jævnstrømmen 20-25 V.

Da strømforsyningen til LED'erne ikke bør overstige 12 V, skal der bruges et stabiliserende element til kredsløbet. Til dette introduceres et kapacitivt filter. For eksempel kan du bruge modellen L7812

Den tredje kaskade fungerer på basis af et udjævningsstabiliserende filter - en elektrolytisk kondensator. Valget af dets kapacitive parametre afhænger af belastningen.

Da det samlede kredsløb gengiver sit arbejde med det samme, er det umuligt at røre ved de nakne ledninger, da den ledede strøm når ti titals ampere - linierne er foreløbigt isoleret.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Alle vanskeligheder, som en radioamatør kan støde på, når de vælger en konverter til LED-lamper med høj effekt, er beskrevet detaljeret i videoen:

Nøglefunktioner ved uafhængig forbindelse af konverteren til det elektriske kredsløb:

Trin-for-trin instruktion, der beskriver DIY-samlingsprocessen for LED-driveren fra improviserede midler:

På trods af producentens titusinder af timers uafbrudt drift af LED-lamper, er der mange faktorer, der reducerer disse indikatorer markant.

Drivere er designet til at udjævne alle strømstød i det elektriske system. Deres valg eller selvsamling skal kontaktes ansvarligt efter beregning af alle de nødvendige parametre.

Fortæl os, hvordan du valgte driveren til LED-pæren. Del dine argumenter og måder at stabilisere strømforsyningen til en diodelysanordning. Efterlad kommentarer i blokken herunder, still spørgsmål, skriv fotos om artiklen.