Kā izvēlēties LED lampas draiveri: veidi, mērķis + savienojuma iespējas

LED lampas ir kļuvušas plaši izplatītas, kā rezultātā ir sākusies aktīva sekundāro enerģijas avotu ražošana. LED lampas vadītājs spēj stabili saglabāt iestatītās strāvas vērtības ierīces izejā, stabilizējot spriegumu, kas iet caur diožu ķēdi.

Mēs jums visu pastāstīsim par pašreizējās pārveidošanas ierīces veidiem un darbības principiem diodes lampas darbībai. Šajā rakstā mēs sniedzam norādījumus par autovadītāja izvēli un sniedzam noderīgus ieteikumus. Mēs atradīsim neatkarīgus mājas elektriķus ar pārbaudītām pieslēguma shēmām.

Mērķis un izmantošanas joma

Diodes kristāli sastāv no diviem pusvadītājiem - anoda (plus) un katoda (mīnus), kas ir atbildīgi par elektrisko signālu pārveidošanu. Vienam apgabalam ir P veida vadītspēja, otrajam - N. Kad ir pievienots enerģijas avots, caur šiem elementiem plūst strāva.

Sakarā ar šo polaritāti, elektroni no P-veida zonas steidzas uz N-tipa zonu, un otrādi, lādiņi no N-punkta skriešanās uz P. Tomēr katram reģiona posmam ir savas robežas, ko sauc par P-N krustojumiem. Šajās vietās daļiņas tiek atrastas un savstarpēji absorbētas vai rekombinētas.

Diode attiecas uz pusvadītāju elementiem, un tai ir tikai viens p-n krustojums. Šī iemesla dēļ galvenā īpašība, kas nosaka viņu mirdzuma pakāpi, nav spriegums, bet strāva

P-N krustojumu laikā spriegums samazinās par noteiktu voltu skaitu, vienmēr vienāds katram ķēdes elementam. Ņemot vērā šīs vērtības, vadītājs stabilizē ienākošo strāvu un izejā veido nemainīgu vērtību.

Kāda jauda ir nepieciešama un kādas zaudējumu vērtības P-N caurbraukšanas laikā ir norādītas LED ierīces pasē. Tāpēc, lai izvēloties diodes spuldzi ir jāņem vērā barošanas avota parametri, kuru diapazonam jābūt pietiekamam, lai kompensētu zaudēto enerģiju.

Lai lieljaudas gaismas diodes darbotos raksturlielumos norādītajā laikā, ir nepieciešama stabilizēšanas ierīce - draiveris. Izejas spriegums vienmēr tiek parādīts uz elektroniskā mehānisma korpusa

Apgaismes ierīču aprīkošanai tiek izmantoti barošanas avoti ar spriegumu no 10 līdz 36 V.

Metodes var būt dažādas:

• automašīnu, velosipēdu, motociklu uc lukturi;
• mazi portatīvie vai ielu lukturi;
• vadīja gaismulentes griestu gaisma un moduļi.

Tomēr par mazjaudas gaismas diodes, kā arī pastāvīga sprieguma gadījumā vadītājiem ir atļauts nepiemērot. Tā vietā ķēdē tiek ievadīts arī rezistors, kuru arī baro ar 220 V spriegumu.

Barošanas avota darbības princips

Noskaidrosim, kādas ir atšķirības starp sprieguma avotu un barošanas avotu. Kā piemēru apsveriet zemāk parādīto shēmu.

Pieslēdzot 40 omi rezistoru pie 12 V barošanas avota, caur to izies 300 mA strāva (A attēls). Ar paralēlu otrā rezistora savienojumu ķēdē strāvas vērtība būs - 600 mA (B). Tomēr spriegums netiks mainīts.

Neskatoties uz divu rezistoru pievienošanu strāvas avotam, otrais no izejas radīs nemainīgu spriegumu, jo ideālos apstākļos tas nepakļaujas slodzei

Tagad mēs apsvērsim, kā mainīsies vērtības, ja ķēdes barošanas avotam ir pievienoti rezistori. Līdzīgi mēs ieviešam 40 omu reostatu ar 300 mA draiveri. Pēdējais uz tā rada spriegumu 12 V (shēma B).

Ja ķēde sastāv no diviem rezistoriem, tad strāvas vērtība nav mainīta, un spriegums ir 6 V (G).

Vadītājs, atšķirībā no sprieguma avota, izejā uztur norādītos strāvas parametrus, tomēr sprieguma jauda var mainīties

Izdarot secinājumus, mēs varam teikt, ka augstas kvalitātes pārveidotājs piegādā slodzi ar nominālo strāvu pat tad, ja spriegums pazeminās. Attiecīgi 2 V vai 3 V diožu kristāli un strāva 300 mA degs tikpat spilgti ar samazinātu spriegumu.

Pārveidotāja atšķirīgās īpašības

Viens no vissvarīgākajiem rādītājiem ir pārsūtītā jauda zem slodzes. Ierīci nedrīkst pārslogot un mēģināt sasniegt vislabākos rezultātus.

Nepareiza lietošana veicina ne tikai pārskata mehānisma, bet arī LED mikroshēmu ātru kļūmi.

Galvenie faktori, kas ietekmē darbu, ir šādi:

• montāžas procesā izmantotie elementi;
• aizsardzības pakāpe (IP);
• minimālās un maksimālās vērtības pie ieejas un izejas;
• ražotājs.

Mūsdienu pārveidotāju modeļi ir pieejami, pamatojoties uz mikroshēmām, un tie izmanto impulsa platuma pārveidošanas (PWM) tehnoloģiju.

Barošanas avota darbības procesā tika ieviesta impulsa platuma modulācijas metode, lai regulētu izejas spriegumu, bet izeja saglabā tāda paša veida strāvu kā ieeja.

Šādām ierīcēm ir raksturīga augsta aizsardzības pakāpe pret īssavienojumiem, tīkla pārslodzi, kā arī ir paaugstināta efektivitāte.

Pašreizējā pārveidotāja izvēles noteikumi

Lai iegādātos LED lampu pārveidotāju, jums vajadzētu izpētīt atslēgu ierīces raksturlielumi. Tās pamatā ir izejas spriegums, nominālā strāva un jauda.

Gaismas diodes jauda

Sākumā mēs analizēsim izejas spriegumu, kas ir atkarīgs no vairākiem faktoriem:

• sprieguma zudumu vērtība kristālu P-N krustojumā;
• gaismas diožu skaits ķēdē;
• elektroinstalācijas shēma.

Nominālās strāvas parametrus var noteikt pēc patērētājam raksturīgajām iezīmēm, proti, LED elementu jaudas un to spilgtuma pakāpes.

Šis indikators ietekmēs kristālu patērēto strāvu, kuras diapazons mainās atkarībā no nepieciešamā spilgtuma.Pārveidotāja uzdevums ir nodrošināt šos elementus ar pareiza enerģijas daudzumu.

Izejas sprieguma vērtībai jābūt lielākai vai vienādai ar kopējo enerģijas daudzumu, kas patērēts katram elektriskās ķēdes blokam

Ierīces jauda ir atkarīga no katra LED elementa izturības, krāsas un daudzuma.

Lai aprēķinātu patērēto enerģiju, izmantojiet šo formulu:

Lpp_H = P_LED * N,

Kur

• Lpp_LED - vienas diodes radītā elektriskā slodze,
• N ir kristālu skaits ķēdē.

Iegūtie rādītāji nedrīkst būt mazāki par vadītāja jaudu. Tagad jums jānosaka vajadzīgā nominālā vērtība.

Ierīces maksimālā jauda

Jāpatur prātā, ka, lai nodrošinātu pārveidotāja stabilu darbību, tā nominālajiem parametriem jāpārsniedz iegūtā P vērtība par 20-30%_H.

Tādējādi formula ir šāda:

Lpp_maks ≥ (1,2..1,3) * P_H,

kur p_maks - barošanas avota nominālā jauda.

Papildus jaudai un patērētāju skaitam uz tāfeles slodzes spēks ir pakļauts arī patērētāja krāsu faktoriem. Tajā pašā strāvā, atkarībā no nokrāsas, tiem ir dažādi sprieguma krituma rādītāji.

LED lampas vadītājam vajadzētu radīt tik daudz strāvas, cik nepieciešams, lai nodrošinātu maksimālu spilgtumu. Izvēloties ierīci, pircējam ir jāatceras, ka jaudai jābūt lielākai par visām gaismas diodēm

Piemēram, amerikāņu uzņēmuma Cree gaismas diodes no XP-E līnijas sarkanā krāsā.

Viņu īpašības ir šādas:

• sprieguma kritums 1,9-2,4 V;
• strāva 350 mA;
• vidējais enerģijas patēriņš 750 mW.

Zaļās krāsas analogam tajā pašā strāvā būs pilnīgi atšķirīgi indikatori: zaudējumi P-N krustojumos ir 3,3-3,9 V, un jauda ir 1,25 W.

Attiecīgi var secināt: vadītājam, kura jauda ir 10 vati, tiek izmantoti divpadsmit sarkanu vai astoņu zaļu kristālu barošanai.

LED savienojuma shēma

Vadītājs jāizvēlas pēc LED patērētāju pieslēguma shēmas noteikšanas. Ja jūs vispirms iegādājaties gaismas diodes un pēc tam izvēlaties tām pārveidotāju, šo procesu pavadīs daudz grūtību.

Lai meklētu ierīci, kas nodrošina tikai tik daudzu klientu darbību, kurai ir dotā savienojuma shēma, jums būs jāpavada daudz laika.

Minēsim piemēru ar sešiem patērētājiem. Viņiem ir sprieguma zudums 3 V, strāvas patēriņš ir 300 mA. Lai tos savienotu, varat izmantot vienu no metodēm, lai gan katrā gadījumā vajadzīgie barošanas parametri atšķirsies.

Diodu alternatīvās izvietojuma trūkums ir nepieciešamība pēc barošanas bloka ar augstu spriegumu, ja ķēdē ir daudz kristālu

Mūsu gadījumā seriālajam savienojumam ir nepieciešams 18 V bloks ar strāvu 300 mA. Šīs metodes galvenā priekšrocība ir tā, ka vienāds spēks iet cauri visai līnijai, attiecīgi, visas diodes deg ar identisku spilgtumu.

Patērētāju paralēlas izvietošanas trūkums ir katras ķēdes mirdzuma spilgtuma atšķirība. Šāda negatīva parādība rodas diožu parametru variācijas dēļ, ņemot vērā atšķirības starp strāvu, kas iet caur katru līniju

Ja tiek izmantots paralēls izvietojums, pietiek ar 9 V pārveidotāja izmantošanu, bet pašreizējais patēriņš tiks divkāršots, salīdzinot ar iepriekšējo metodi.

Divu diožu secīgas izvietošanas metodi nevar izmantot, aizstājot grupā iekļauto kristālu skaitu - 3 vai vairāk. Šādi ierobežojumi rodas tāpēc, ka pārāk daudz strāvas var iziet caur vienu elementu, un tas rada visas ķēdes atteices varbūtību

Ja jūs izmantojat secīgu metodi ar divu gaismas diožu pāru veidošanu, tiek izmantots draiveris ar tādiem pašiem indikatoriem kā iepriekšējā gadījumā. Šajā gadījumā apgaismojuma spilgtums jau būs vienmērīgs.

Tomēr šeit bija dažas negatīvas nianses: kad grupai tiek piegādāta enerģija, raksturlielumu izkliedes dēļ viens no gaismas diodēm var atvērties ātrāk nekā otrais, un attiecīgi caur to izies strāva, kas divkāršo nominālo vērtību.

Daudzas sugas Gaismas diodes mājas apgaismojumam kas paredzēts šādiem īslaicīgiem lēcieniem, taču šī metode nav tik populāra.

Draiveru veidi pēc ierīces veida

Ierīces, kas pārveido 220 V barošanas avotu nepieciešamajos gaismas diožu indikatoros, parasti iedala trīs kategorijās: elektroniskās; pamatojoties uz kondensatoriem; aptumšojams.

Apgaismošanas piederumu tirgu pārstāv ļoti dažādi autovadītāju modeļi, galvenokārt no Ķīnas ražotāja. Un, neskatoties uz zemo cenu diapazonu, no šīm ierīcēm jūs varat izvēlēties ļoti pienācīgu iespēju. Tomēr jums jāpievērš uzmanība garantijas kartei, jo ne visi piedāvātie produkti ir pieņemamas kvalitātes.

Ierīces elektroniskais skats

Ideālā gadījumā elektroniskajam pārveidotājam jābūt aprīkotam ar tranzistoru. Tās uzdevums ir izvadīt vadības mikroshēmu. Lai novērstu vai maksimāli palielinātu pulsācijas izlīdzināšanu, pie izejas ir uzstādīts kondensators.

Šāda veida ierīce pieder dārgai kategorijai, taču tā spēj stabilizēt strāvu līdz 750 mA, ko balasta mehānismi nespēj.

Jaunākie draiveri galvenokārt tiek uzstādīti uz spuldzēm ar E27 pamatni. Izņēmums no noteikuma ir Gauss GU5.3 produkti. Tie ir aprīkoti ar pārveidotāju bez transformatoriem. Tomēr pulsācijas pakāpe tajos sasniedz vairākus simtus Hz

Pulsācija nav vienīgais pārveidotāju trūkums. Otro var saukt par augstfrekvences (HF) diapazona elektromagnētiskajiem traucējumiem. Tātad, ja lampai pievienotajā kontaktligzdā ir pievienotas citas elektriskās ierīces, piemēram, radio, jūs varat sagaidīt traucējumus, saņemot digitālās FM frekvences, televizoru, maršrutētāju utt.

Kvalitatīvas ierīces izvēles ierīcei vajadzētu būt diviem kondensatoriem: viens ir elektrolītisks ripples izlīdzināšanai, otrs ir keramikas, RF pazemināšanai. Tomēr šādu kombināciju var atrast reti, it īpaši, ja mēs runājam par ķīniešu izstrādājumiem.

Tie, kuriem ir kopīgas koncepcijas šādās elektriskās ķēdēs, var patstāvīgi izvēlēties elektroniskā pārveidotāja izejas parametrus, mainot rezistoru vērtību

Sakarā ar augsto efektivitāti (līdz 95%) šādi mehānismi ir piemēroti jaudīgām ierīcēm, kuras izmanto dažādās jomās, piemēram, automašīnu noskaņošanai, ielu apgaismes ķermeņos, kā arī mājsaimniecības LED avotiem.

Kondensatoru barošanas avots

Tagad mēs vēršamies pie ne tik populārām ierīcēm - kuru pamatā ir kondensatori. Gandrīz visām zemo cenu LED lampu shēmām, kurās tiek izmantots šāda veida draiveri, ir līdzīgas īpašības.

Tomēr ražotāja veikto pārveidojumu dēļ tie tiek mainīti, piemēram, jebkura ķēdes elementa noņemšanai. Īpaši bieži šī daļa ir viens no kondensatoriem - izlīdzināšana.

Sakarā ar nekontrolētu tirgus piepildīšanu ar lētām un zemas kvalitātes precēm, lietotāji lampās var “sajust” simtdaļas pulsāciju. Pat neiedziļinoties viņu ierīcē, var apgalvot, ka izlīdzināšanas elements ir noņemts no ķēdes

Šādiem mehānismiem ir tikai divas priekšrocības: tie ir pieejami pašmontēšanai, un to efektivitāte ir vienāda ar simts procentiem, jo ​​zaudējumi rodas tikai p-n krustojumos un pretestībās.

Tas pats negatīvo aspektu skaits: zema elektriskā drošība un augsta pulsācijas pakāpe. Otrais trūkums ir aptuveni 100 Hz, un tas veidojas mainīga sprieguma rektifikācijas rezultātā. Valsts standarta specifikācija precīzi norāda pieļaujamo pulsāciju 10-20% apmērā atkarībā no telpas, kurā ir uzstādīta apgaismes ierīce, mērķa.

Vienīgais veids, kā izlīdzināt šo trūkumu, ir izvēlēties kondensatoru ar pareizu novērtējumu. Neskatoties uz to, jums nevajadzētu rēķināties ar pilnīgu problēmas novēršanu - šāds risinājums var tikai izlīdzināt pārrāvumu intensitāti.

Aptumšojami strāvas pārveidotāji

Autovadītāju aptumšošana priekš aptumšojamas LED spuldzes ļauj mainīt ienākošā un izejošā strāvas indikatorus, vienlaikus samazinot vai palielinot diožu izstarotās gaismas spilgtuma pakāpi.

Ir divas savienojuma metodes:

• pirmais ietver mīkstu sākumu;
• otrais tiek pulsēts.

Apsveriet aptumšojamo draiveru darbības principu, pamatojoties uz mikroshēmu CPC9909, ko izmanto kā LED shēmu regulēšanas ierīci, ieskaitot tās, kurām ir augsts spilgtums.

Standarta komutācijas ķēde CPC9909 ar barošanu ar 220 V. Saskaņā ar shematiskajām instrukcijām ir iespējams kontrolēt vienu vai vairākus jaudīgus patērētājus

Ar vienmērīgu iedarbināšanu vadītāja mikroshēma nodrošina pakāpenisku diožu iekļaušanu ar pieaugošu spilgtumu. Šim procesam tiek izmantoti divi rezistori, kas savienoti ar LD spaili un ir paredzēti vienmērīgas aptumšošanas uzdevuma veikšanai. Tas īsteno svarīgu uzdevumu - pagarināt LED elementu kalpošanas laiku.

To pašu secinājumu sniedz arī analogais regulējums - 2,2 kΩ rezistors tiek mainīts uz jaudīgāku mainīgo analogu - 5,1 kOhm. Tādējādi tiek panāktas vienmērīgas izejas potenciāla izmaiņas.

Otrās metodes piemērošana ietver taisnstūra impulsu piegādi zemfrekvences izejas PWMD. Tas ietver vai nu mikrokontrolleru, vai impulsu ģeneratoru, kurus obligāti atdala ar optoelementu.

Ar vai bez mājokļa?

Autovadītāji ir pieejami korpusā vai bez tā. Pirmais variants ir visizplatītākais un dārgāks. Šādas ierīces ir aizsargātas pret mitrumu un putekļu daļiņām.

Otrā tipa ierīces tiek izmantotas montāžā zem līmeņa un attiecīgi ir lētas.

Visu uzrādīto ierīču jauda var būt no 12 V vai 220 V. tīkla. Neskatoties uz to, ka atvērtā kadra modeļi uzvar cenu ziņā, tie ievērojami atpaliek mehānisma drošības un uzticamības ziņā.

Katru no tiem darbības laikā izceļas ar pieļaujamo temperatūru - arī izvēloties ir jāpievērš uzmanība tam.

Klasiskā vadītāja shēma

LED barošanas avota patstāvīgai montāžai tiks galā ar visvienkāršāko impulsa tipa ierīci, kurai nav galvaniskās izolācijas. Šāda veida ķēžu galvenā priekšrocība ir vienkāršs savienojums un uzticama darbība.

220 V pārveidotāja ķēde tiek parādīta kā komutācijas barošanas avots. Veicot montāžu, jāievēro visi elektriskās drošības noteikumi, jo strāvas jaudai nav ierobežojumu

Šāda mehānisma shēma sastāv no trim galvenajām kaskādes zonām:

1. Kapacitīvā sprieguma atdalītājs.
2. Taisngriezis
3. Sprieguma stabilizatori.

Pirmā sadaļa ir pretestība, ko kondensatoram C1 rada maiņstrāva ar rezistoru. Pēdējais ir nepieciešams tikai inerta elementa neatkarīgai uzlādēšanai. Tas neietekmē ķēdes darbību.

Rezistora nominālā vērtība var būt diapazonā no 100 kOhm-1 Mom, ar jaudu 0,5-1 vati. Kondensatoram jābūt elektrolītiskam, un tā faktiskā amplitūdas sprieguma vērtība ir 400-500 V

Kad izveidotais sprieguma pusviļnis iziet cauri kondensatoram, strāva plūst, līdz plāksnes ir pilnībā uzlādētas. Jo mazāka ir mehānisma ietilpība, jo mazāk laika tiks veltīts tā pilnīgai uzlādēšanai.

Piemēram, ierīce ar tilpumu 0,3–0,4 μF tiek uzlādēta 1/10 no pusviļņu perioda, t.i., tikai desmitā daļa no pārraidītā sprieguma iziet caur šo sadaļu.

Šajā sadaļā iztaisnošanas process tiek veikts saskaņā ar Gretz shēmu. Tiek izvēlēts diodes tilts, sākot no nominālās strāvas un pretējā sprieguma.Šajā gadījumā pēdējai vērtībai nevajadzētu būt zemākai par 600 V

Otrā kaskāde ir elektriska ierīce, kas pārveido (izlīdzina) maiņstrāvu pulsējošā. Šo procesu sauc par pusviļņu. Tā kā vienu pusviļņa daļu izlīdzināja kondensators, pie šīs sekcijas izejas līdzstrāva būs 20-25 V.

Tā kā gaismas diožu barošanas avots nedrīkst pārsniegt 12 V, ķēdei jāizmanto stabilizējošs elements. Šim nolūkam tiek ieviests kapacitīvais filtrs. Piemēram, jūs varat izmantot modeli L7812

Trešā kaskāde darbojas uz izlīdzinoša stabilizējoša filtra - elektrolītiska kondensatora - pamata. Tās kapacitīvo parametru izvēle ir atkarīga no slodzes.

Tā kā samontētā shēma nekavējoties atjauno savu darbu, nav iespējams pieskarties tukšajiem vadiem, jo ​​vadītā strāva sasniedz desmitiem ampēru - līnijas ir sākotnēji izolētas.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Visas grūtības, ar kurām radioamatieris var saskarties, izvēloties pārveidotāju lieljaudas LED lampām, ir sīki aprakstītas videoklipā:

Pārveidotāja neatkarīga savienojuma ar elektrisko ķēdi galvenās iezīmes:

Soli pa solim instrukcijas, kas apraksta LED draivera montāžas procesu no improvizētiem līdzekļiem:

Neskatoties uz ražotāja desmitiem tūkstošu stundu nepārtrauktu LED lampu darbību, ir daudz faktoru, kas šos rādītājus ievērojami samazina.

Draiveri ir izstrādāti, lai izlīdzinātu visus pašreizējos elektriskās sistēmas uzplūdus. Pēc visu vajadzīgo parametru aprēķināšanas viņu izvēlei vai pašsapulcei jāpieiet atbildīgi.

Pastāstiet mums, kā jūs izvēlējāties LED spuldzes draiveri. Dalieties savos argumentos un veidos, kā stabilizēt sprieguma piegādi diožu apgaismes ierīcei. Atstājiet komentārus zemāk esošajā blokā, uzdodiet jautājumus, ievietojiet fotogrāfijas par raksta tēmu.