Hvordan velge en LED-lampedriver: typer, formål + tilkoblingsfunksjoner

LED-lamper har blitt utbredt, som et resultat av at den aktive produksjonen av sekundære strømkilder har begynt. Driveren til LED-lampen er i stand til stabilt å opprettholde de innstilte strømverdiene ved utgangen til enheten, og stabilisere spenningen som går gjennom diodekjeden.

Vi vil fortelle deg alt om typer og prinsipper for drift av det nåværende konverteringsapparatet for drift av en diodelampe. I artikkelen vår gir vi veiledning om valg av sjåfør, og gir nyttige anbefalinger. Vi vil finne uavhengige hjemmeelektrikere med påviste tilkoblingsordninger.

Formål og bruksomfang

Diodekrystaller består av to halvledere - anoden (pluss) og katoden (minus), som er ansvarlig for transformasjonen av elektriske signaler. Det ene området har ledningsevne av P-type, det andre - N. Når en strømkilde er tilkoblet, vil strøm strømme gjennom disse elementene.

På grunn av denne polariteten skynder elektroner fra sonen av P-typen seg til sonen av N-typen, og motsatt, ladninger fra N-punktet suser til P. Imidlertid har hver del av regionen sine egne grenser, kalt P-N-kryss. På disse stedene blir partikler funnet og absorbert eller gjensidig kombinert.

Dioden refererer til halvlederelementer og har bare ett p-n-kryss. Av denne grunn er ikke hovedspesifikasjonen som bestemmer lysstyrken på glødene deres spenning, men strøm

Under P-N-kryss minsker spenningen med et visst antall volt, alltid den samme for hvert element i kretsen. Gitt disse verdiene, stabiliserer driveren den innkommende strømmen og danner en konstant verdi ved utgangen.

Hvilken strøm som kreves og hvilke verdier på tap under P-N-passering er indikert i passet til LED-enheten. Derfor, for velge en diodepære det er nødvendig å ta hensyn til parametrene til strømforsyningen, hvis rekkevidde skal være tilstrekkelig for å kompensere for den tapte energien.

For at lysdioder med høy effekt skal regne ut tiden som er angitt i egenskapene, er det nødvendig med en stabiliserende enhet - en driver. Utgangsspenningen vises alltid på kroppen til den elektroniske mekanismen

Strømforsyninger med spenning fra 10 til 36 V brukes til å utstyre lysenheter.

Teknikken kan være av forskjellige typer:

• frontlykter på biler, sykler, motorsykler osv .;
• små bærbare eller gatelys;
• ledet lys, Bånd, taklampe og moduler.

Men for leds med lav effekt, så vel som ved bruk av konstant spenning, er driverne tillatt å ikke søke. I stedet blir også en motstand introdusert i kretsen, også drevet av en 220 V.

Prinsippet for drift av strømforsyningen

La oss finne ut hva forskjellene er mellom spenningskilde og strømforsyning. Som et eksempel kan du vurdere kretsen som er vist nedenfor.

Ved å koble en 40 ohm-motstand til 12 V strømforsyningen, vil en strøm på 300 mA passere gjennom den (figur A). Med den parallelle forbindelsen til den andre motstanden i kretsen, vil nåværende verdi være - 600 mA (B). Spenningen vil imidlertid være uendret.

Til tross for koblingen av to motstander til en strømkilde, vil den andre ved utgangen skape en konstant spenning, fordi den under ideelle forhold ikke overholder belastningen

Nå vil vi vurdere hvordan verdiene vil endre seg hvis motstander er koblet til strømforsyningen i kretsen. På samme måte introduserer vi en 40 Ohm-reostat med en 300 mA-driver. Sistnevnte skaper en spenning på 12 V på den (krets B).

Hvis kretsen er sammensatt av to motstander, er strømverdien uendret, og spenningen er 6 V (G).

I motsetning til spenningskilden opprettholder driveren de spesifiserte strømparametrene ved utgangen, men spenningseffekten kan imidlertid variere

Ved å trekke konklusjoner, kan vi si at en omformer av høy kvalitet forsyner belastningen med en nominell strøm selv når spenningen synker. Følgelig vil krystaller av dioder på 2 V eller 3 V og en strøm på 300 mA brenne like lyst med redusert spenning.

Konverterings karakteristiske egenskaper

En av de viktigste indikatorene er den overførte kraften under belastning. Enheten må ikke være overbelastet og prøve å oppnå høyest mulig resultater.

Feil bruk bidrar til rask svikt i ikke bare oversiktsmekanismen, men også LED-brikker.

De viktigste faktorene som påvirker arbeidet inkluderer:

• bestanddeler som brukes i monteringsprosessen;
• grad av beskyttelse (IP);
• minimums- og maksimumsverdier ved inngang og utgang;
• produsenten.

Moderne modeller av omformere er tilgjengelige på grunnlag av mikrokretser og bruker teknologien for pulsbredde-transformasjon (PWM).

I prosessen med drift av strømforsyningen ble en pulsbreddemodulasjonsmetode introdusert for å regulere utgangsspenningen, mens utgangen beholder samme type strøm som inngangen

Slike innretninger er preget av en høy grad av beskyttelse mot kortslutning, overbelastning i nettet, og har også økt effektivitet.

Regler for valg av gjeldende omformer

For å kjøpe en LED-lampekonverterer, bør du studere nøkkelen enhetens egenskaper. Det er basert på utgangsspenning, nominell strøm og effektutgang.

Lett diodekraft

Vi vil analysere utgangsspenningen innledningsvis, som er underlagt flere faktorer:

• verdien av spenningstap ved P-N-krysset av krystaller;
• antall lysdioder i kjeden;
• koblingsskjema.

Parametrene til den nominelle strømmen kan bestemmes av de karakteristiske egenskapene til forbrukeren, nemlig kraften til LED-elementene og deres lysstyrke.

Denne indikatoren vil påvirke strømmen som forbrukes av krystallene, hvis rekkevidde varierer basert på ønsket lysstyrke.Konverterings oppgave er å gi disse elementene tilførsel av riktig mengde energi.

Verdien på utgangsspenningen må være større enn eller identisk med den totale energimengden som brukes på hver blokk i den elektriske kretsen

Kraften til enheten avhenger av styrken til hvert LED-element, deres farge og mengde.

For å beregne energiforbruket bruker du følgende formel:

P_H = P_LED * N,

hvor

• P_LED - elektrisk belastning opprettet av en diode,
• N er antall krystaller i kjeden.

De oppnådde indikatorene skal ikke være mindre enn driveren. Nå må du bestemme den pålydende nominelle verdien.

Maksimal effekt på enheten

Det må huskes at for å sikre stabil drift av omformeren må dens nominelle parametere overstige den oppnådde P-verdien med 20-30%_H.

Dermed har formelen formen:

P_max ≥ (1,2,1,1,3) * P_H,

hvor s_max - nominell effekt på strømforsyningen.

I tillegg til kraften og antallet forbrukere på brettet, er laststyrken også underordnet forbrukerens fargefaktorer. Avhengig av skyggen har de samme strøm, forskjellige indikatorer på spenningsfall.

Driveren for LED-lampen skal produsere så mye strøm som er nødvendig for å sikre maksimal lysstyrke. Når du velger en enhet, skal kjøperen huske at strømmen må være større enn alle lysdioder bruker

Ta for eksempel lysdiodene til det amerikanske selskapet Cree fra XP-E-linjen i rødt.

Deres egenskaper er som følger:

• spenningsfall 1,9-2,4 V;
• strøm 350 mA;
• gjennomsnittlig strømforbruk 750 mW.

En analog grønnfarge med samme strøm vil ha helt forskjellige indikatorer: tap på P-N-kryss er 3,3-3,9 V, og effekten er 1,25 W.

Følgelig kan det konkluderes: en sjåfør vurdert til 10 watt brukes til å drive tolv røde krystaller eller åtte grønne.

LED-tilkoblingsskjema

Valget av sjåfør bør gjøres etter å ha bestemt tilkoblingsplanen til LED-forbrukere. Hvis du først kjøper lette dioder, og deretter velger en omformer for dem, vil denne prosessen bli ledsaget av mange vanskeligheter.

Det vil ta mye tid å søke etter en enhet som sikrer driften av nettopp et slikt antall forbrukere med en gitt tilkoblingsplan.

La oss gi et eksempel med seks forbrukere. De har et spenningstap på 3 V, et strømforbruk på 300 mA. For å koble dem til, kan du bruke en av metodene, mens i begge tilfeller de nødvendige parametrene til strømforsyningen vil variere.

Ulempen med det alternative arrangementet av dioder er behovet for en strømforsyningsenhet med høyspenning, hvis det er mange krystaller i kretsen

I vårt tilfelle krever en seriell tilkobling en 18 V enhet med en strøm på 300 mA. Hovedfordelen med denne metoden er at den samme kraften passerer gjennom henholdsvis hele linjen, alle dioder brenner med identisk lysstyrke.

Ulempen med parallell plassering av forbrukere er forskjellen i lysstyrken på gløden i hver kjede. Et slikt negativt fenomen oppstår på grunn av variasjonen i parametrene til dioden på grunn av forskjeller mellom strømmen som går gjennom hver linje

Hvis parallellplassering brukes, er det nok å bruke en 9 V-omformer, men strømforbruket vil bli doblet i forhold til forrige metode.

Metoden for sekvensiell anordning av to dioder kan ikke brukes med erstatning for antall krystaller som er inkludert i gruppen - 3 eller mer. Slike begrensninger skyldes det faktum at for mye strøm kan passere gjennom ett element, og dette skaper sannsynligheten for svikt i hele kretsen

Hvis du bruker en sekvensiell metode med dannelse av par av to lysdioder, brukes en driver med de samme indikatorene, som i forrige tilfelle. I dette tilfellet vil lysstyrken på belysningen allerede være jevn.

Imidlertid var det noen negative nyanser: når strøm tilføres gruppen, på grunn av spredning av egenskaper, kan en av lysdiodene åpne raskere enn den andre, og følgelig vil en strøm som dobler nominell verdi gå gjennom den.

Mange arter LED for belysning i hjemmet designet for slike kortsiktige sprang, men denne metoden er mindre populær.

Typer drivere etter enhetstype

Enheter som konverterer 220 V strømforsyning til de nødvendige indikatorene for LED er konvensjonelt delt inn i tre kategorier: elektronisk; basert på kondensatorer; dimmes.

Markedet med belysningstilbehør er representert av et bredt utvalg av førermodeller, hovedsakelig fra en kinesisk produsent. Til tross for den lave prisklassen, kan du fra disse enhetene velge et veldig anstendig alternativ. Imidlertid bør du ta hensyn til garantikortet, fordi ikke alle produktene som presenteres er av akseptabel kvalitet.

Elektronisk visning av enheten

Helst bør den elektroniske omformeren være utstyrt med en transistor. Dens rolle er å tømme kontrollbrikken. For å eliminere eller maksimere utjevningen av krusningen, er det montert en kondensator ved utgangen.

Denne typen apparater tilhører en dyr kategori, men den er i stand til å stabilisere strømmen opp til 750 mA, noe ballastmekanismer ikke er i stand til.

De nyeste driverne er hovedsakelig installert på lyspærer med E27-base. Et unntak fra regelen er Gauss GU5.3-produkter. De er utstyrt med en transformatorfri omformer. Imidlertid når graden av krusning i dem flere hundre Hz

Pulsering er ikke den eneste ulempen med omformere. Det andre kan kalles elektromagnetisk interferens av høyfrekvensområdet (HF). Så hvis andre elektriske apparater, for eksempel radio, er koblet til stikkontakten som er koblet til lampen, kan du forvente forstyrrelser når du mottar digitale FM-frekvenser, TV, en ruter, etc.

En valgfri enhet for en høykvalitets enhet skal ha to kondensatorer: den ene er elektrolytisk for å jevne ut krusninger, den andre er keramisk, for å senke RF. En slik kombinasjon kan imidlertid bli funnet sjelden, spesielt hvis vi snakker om kinesiske produkter.

De som har vanlige konsepter i slike elektriske kretsløp, kan uavhengig velge utgangsparametere til den elektroniske omformeren ved å endre verdien på motstandene

På grunn av den høye effektiviteten (opptil 95%), er slike mekanismer egnet for kraftige enheter som brukes i forskjellige felt, for eksempel for å stille inn biler, i gatelysarmaturer, så vel som husholdnings LED-kilder.

Kondensatorbasert strømforsyning

Nå henvender vi oss til ikke så populære enheter - basert på kondensatorer. Nesten alle de rimelige LED-lampekretsene som bruker denne typen drivere har lignende egenskaper.

På grunn av endringer fra produsenten, gjennomgår de imidlertid forandringer, for eksempel fjerning av ethvert element i kjeden. Spesielt ofte er denne delen en av kondensatorene - utjevning.

På grunn av den ukontrollerte fyllingen av markedet med varer av billig og lav kvalitet, kan brukerne "føle" hundre pulseringer i lampene. Uten å engang gå i dybden med enheten, kan det hevdes at glatteelementet er fjernet fra kretsen

Slike mekanismer har bare to fordeler: De er tilgjengelige for selvmontering, og deres effektivitet er lik hundre prosent, siden tap bare vil oppstå ved p-n-kryss og motstand.

Samme antall negative aspekter: lav elektrisk sikkerhet og høy grad av krusning. Den andre ulempen er omtrent 100 Hz og er dannet som et resultat av utbedring av en vekselspenning. Tilstandens standardspesifikasjon stiller ut normen for tillatt krusning på 10-20% avhengig av formålet med rommet der belysningsanordningen er installert.

Den eneste måten å jevne ut denne mangelen er å velge en kondensator med riktig karakter. Ikke desto mindre bør du ikke stole på en fullstendig eliminering av problemet - en slik løsning kan bare glatte ut intensiteten til utbruddene.

Dimmbare strømomformere

Drivere dimmere for dimbare LED-pærer lar deg endre innkommende og utgående strømindikatorer, samtidig som du reduserer eller øker lysstyrken på lyset som sendes ut fra dioden.

Det er to tilkoblingsmetoder:

• den første innebærer en myk start;
• den andre er pulset.

Vurder prinsippet om drift av dimbare drivere basert på CPC9909-brikken som brukes som reguleringsenhet for LED-kretser, inkludert de med høy lysstyrke.

Standard bryterkrets CPC9909 med 220 V. Forsyning, i henhold til skjematiske instruksjoner, er det mulig å kontrollere en eller flere kraftige forbrukere

Med en jevn start gir driverbrikken en gradvis inkludering av dioder med økende lysstyrke. For denne prosessen brukes to motstander, koblet til LD-terminalen, designet for å utføre oppgaven med jevn dimming. Dette implementerer en viktig oppgave - å forlenge levetiden til LED-elementer.

Den samme konklusjonen er også gitt av analog regulering - en motstand på 2,2 kΩ blir endret til en kraftigere variabel analog - 5,1 kOhm. Dermed oppnås en jevn endring i utgangspotensialet.

Anvendelsen av den andre metoden innebærer tilførsel av rektangulære pulser til lavfrekvensutgangen PWMD. Dette involverer enten en mikrokontroller eller en pulsgenerator, som nødvendigvis er atskilt av en optokoppler.

Med eller uten bolig?

Drivere er tilgjengelige i eller uten bolig. Det første alternativet er det vanligste og dyrere. Slike enheter er beskyttet mot fuktighet og støvpartikler.

Enheter av den andre typen brukes til montering i flush og er følgelig billige.

Kraften til alle presenterte enheter kan komme fra et 12 V- eller 220 V. nettverk. Til tross for at åpen ramme-modeller vinner i pris, henger de betydelig etter når det gjelder sikkerhet og pålitelighet av mekanismen

Hver av dem skilles med en tillatt temperatur under drift - det er også nødvendig å ta hensyn til dette når du velger.

Klassisk sjåførkrets

For selvmontering av LED-strømforsyningen vil vi håndtere den mest enkle enheten av en pulstype som ikke har galvanisk isolasjon. Den største fordelen med denne typen krets er dens enkle tilkobling og pålitelige drift.

En 220 V-omformerkrets presenteres som en strømforsyning. Ved montering må alle elektriske sikkerhetsregler overholdes, siden det ikke er noen begrensninger for strømutgang

Opplegget med en slik mekanisme er sammensatt av tre hovedkaskadearealer:

1. Kapasitiv spenningsavskiller.
2. Likeretteren.
3. Spenningsstabilisatorer.

Den første seksjonen er motvirkning utøvd av vekselstrøm på kondensator Cl med en motstand. Det siste kreves kun for uavhengig lading av det inerte elementet. Det påvirker ikke kretsens drift.

Den nominelle verdien av motstanden kan være i området 100 kOhm-1 Mom, med en effekt på 0,5-1 watt. Kondensatoren må være elektrolytisk, og dens effektive amplitudespenningsverdi er 400-500 V

Når den dannede halvbølgen av spenning passerer gjennom kondensatoren, strømmer strømmen til platene er fulladet. Jo mindre kapasiteten til mekanismen er, jo mindre tid vil brukes på full lading.

For eksempel lades en innretning med et volum på 0,3-0,4 μF i 1/10 av halvbølgetiden, dvs. bare en tidel av den overførte spenningen passerer gjennom denne seksjonen.

Utrettingsprosessen i denne delen utføres i henhold til Gretz-ordningen. Diodebroen er valgt, med start fra nominell strøm og revers spenning.I dette tilfellet bør den siste verdien ikke være mindre enn 600 V

Den andre kaskaden er en elektrisk enhet som konverterer (utbedrer) vekselstrøm til pulserende. Denne prosessen kalles halvbølge. Siden en del av halvbølgen ble jevnet ut av en kondensator, vil utgangsstrømmen fra denne seksjonen være jevnstrøm 20-25 V.

Siden strømforsyningen til LEDene ikke skal overstige 12 V, må et stabiliserende element brukes for kretsen. For dette introduseres et kapasitivt filter. Du kan for eksempel bruke modellen L7812

Den tredje kaskaden fungerer på basis av et jevnende stabiliseringsfilter - en elektrolytisk kondensator. Valget av dens kapasitive parametere avhenger av belastningen.

Siden den samlede krets gjengir arbeidet umiddelbart, er det umulig å berøre de nakne ledningene, siden den ledede strømmen når titalls ampere - linjene er foreløpig isolert.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Alle vanskeligheter som en radioamatør kan støte på når de velger en omformer for LED-lamper med høy effekt, er beskrevet i detalj i videoen:

Viktige funksjoner for uavhengig tilkobling av omformeren til den elektriske kretsen:

Trinn-for-trinn-instruksjon som beskriver DIY-monteringsprosessen til LED-driveren fra improviserte midler:

Til tross for produsentens titusenvis av timer med uavbrutt drift av LED-lamper, er det mange faktorer som reduserer disse indikatorene betydelig.

Drivere er designet for å jevne ut alle strømstøt i det elektriske systemet. Deres valg eller egenmontering må benyttes ansvarlig etter beregning av alle nødvendige parametere.

Fortell oss hvordan du valgte driveren for LED-pæren. Del dine argumenter og måter å stabilisere tilførselen av spenning til en diode-belysningsenhet. Legg igjen kommentarer i blokken nedenfor, still spørsmål, legg ut bilder om emnet for artikkelen.