Jak wybrać sterownik lampy LED: rodzaje, przeznaczenie + funkcje połączenia

Lampy LED stały się powszechne, w wyniku czego rozpoczęła się aktywna produkcja wtórnych źródeł energii. Sterownik lampy LED jest w stanie stabilnie utrzymywać ustawione wartości prądu na wyjściu urządzenia, stabilizując napięcie przechodzące przez łańcuch diod.

Powiemy Ci wszystko o rodzajach i zasadach działania obecnego urządzenia przetwarzającego do działania lampy diodowej. W naszym artykule przedstawiamy wskazówki dotyczące wyboru kierowcy i podajemy przydatne rekomendacje. Znajdziemy niezależnych elektryków domowych ze sprawdzonymi schematami połączeń.

Cel i zakres użytkowania

Kryształy diod składają się z dwóch półprzewodników - anody (plus) i katody (minus), które są odpowiedzialne za transformację sygnałów elektrycznych. Jeden obszar ma przewodność typu P, drugi - N. Po podłączeniu źródła zasilania prąd przepływa przez te elementy.

Z powodu tej polaryzacji elektrony ze strefy typu P pędzą do strefy typu N i na odwrót, ładunki z punktu N punktu do P. Jednak każda sekcja regionu ma swoje granice, zwane złączami P-N. W tych miejscach cząsteczki znajdują się i wzajemnie absorbują lub rekombinują.

Dioda odnosi się do elementów półprzewodnikowych i ma tylko jedno złącze p-n. Z tego powodu główną cechą, która określa stopień jasności ich blasku, nie jest napięcie, ale prąd

Podczas skrzyżowań P-N napięcie spada o pewną liczbę woltów, zawsze taką samą dla każdego elementu obwodu. Biorąc pod uwagę te wartości, sterownik stabilizuje prąd wejściowy i tworzy stałą wartość na wyjściu.

Jaka moc jest wymagana i jakie wartości strat podczas przejścia P-N są wskazane w paszporcie urządzenia LED. Dlatego dla wybór żarówki diodowej należy wziąć pod uwagę parametry zasilacza, którego zakres powinien być wystarczający do skompensowania utraconej energii.

Aby diody LED dużej mocy mogły wypracować czas wskazany w charakterystyce, wymagane jest urządzenie stabilizujące - sterownik. Napięcie wyjściowe jest zawsze wyświetlane na korpusie mechanizmu elektronicznego

Zasilacze o napięciu od 10 do 36 V służą do wyposażenia urządzeń oświetleniowych.

Technika może być różnego rodzaju:

• reflektory samochodów, rowerów, motocykli itp.;
• małe lampy przenośne lub uliczne;
• światło ledtaśmy światło sufitowe i moduły.

Jednak dla diody LED małej mocy, a także w przypadku stosowania stałego napięcia, sterowniki mogą nie stosować. Zamiast tego do obwodu wprowadza się również rezystor, również zasilany napięciem 220 V.

Zasada działania zasilacza

Sprawdźmy, jakie są różnice między źródłem napięcia a zasilaczem. Jako przykład rozważ obwód pokazany poniżej.

Podłączając rezystor 40 omów do źródła zasilania 12 V, przepłynie przez niego prąd 300 mA (rysunek A). Przy równoległym podłączeniu drugiego rezystora w obwodzie wartość prądu wyniesie - 600 mA (B). Napięcie pozostanie jednak niezmienione.

Pomimo podłączenia dwóch rezystorów do źródła zasilania, drugi na wyjściu wytworzy stałe napięcie, ponieważ w idealnych warunkach nie spełnia obciążenia

Teraz zastanowimy się, jak zmienią się wartości, jeśli rezystory zostaną podłączone do zasilacza w obwodzie. W ten sam sposób wprowadzamy reostat 40 Ohm ze sterownikiem 300 mA. Ten ostatni wytwarza na nim napięcie 12 V (obwód B).

Jeśli obwód składa się z dwóch rezystorów, wówczas wartość prądu pozostaje niezmieniona, a napięcie wynosi 6 V (G).

Sterownik, w przeciwieństwie do źródła napięcia, utrzymuje określone parametry prądu na wyjściu, jednak moc napięcia może się różnić

Wyciągając wnioski, możemy powiedzieć, że wysokiej jakości przetwornik dostarcza obciążenie prądem znamionowym, nawet gdy napięcie spadnie. W związku z tym kryształy diod 2 V lub 3 V i prąd 300 mA będą paliły się równie jasno przy zmniejszonym napięciu.

Charakterystyczne cechy konwertera

Jednym z najważniejszych wskaźników jest przenoszona moc pod obciążeniem. Urządzenie nie może być przeciążone i starać się uzyskać jak najwyższe wyniki.

Niewłaściwe użytkowanie przyczynia się do szybkiej awarii nie tylko mechanizmu przeglądu, ale także układów LED.

Główne czynniki wpływające na pracę to:

• elementy składowe wykorzystane w procesie montażu;
• stopień ochrony (IP);
• minimalne i maksymalne wartości na wejściu i wyjściu;
• producent.

Nowoczesne modele konwerterów są dostępne na bazie mikroukładów i wykorzystują technologię transformacji szerokości impulsu (PWM).

W procesie pracy zasilacza wprowadzono metodę modulacji szerokości impulsu w celu regulacji napięcia wyjściowego, a wyjście zachowuje ten sam rodzaj prądu co wejście

Takie urządzenia charakteryzują się wysokim stopniem ochrony przed zwarciami, przeciążeniem sieci, a także mają zwiększoną wydajność.

Zasady wyboru konwertera prądu

Aby kupić konwerter lamp LED, powinieneś przestudiować klucz charakterystyka urządzenia. Opiera się na napięciu wyjściowym, prądzie znamionowym i mocy wyjściowej.

Moc diody świetlnej

Początkowo przeanalizujemy napięcie wyjściowe, które podlega kilku czynnikom:

• wartość strat napięcia na połączeniu kryształów P-N;
• liczba lekkich diod w łańcuchu;
• schemat połączeń.

Parametry prądu znamionowego można określić na podstawie charakterystycznych cech odbiornika, a mianowicie mocy elementów LED i ich stopnia jasności.

Ten wskaźnik wpłynie na prąd pobierany przez kryształy, których zakres zmienia się w zależności od wymaganej jasności.Zadaniem konwertera jest zapewnienie tym elementom odpowiedniej ilości energii.

Wartość napięcia wyjściowego musi być większa lub równa całkowitej ilości energii zużytej na każdy blok obwodu elektrycznego

Moc urządzenia zależy od mocy każdego elementu LED, ich koloru i ilości.

Aby obliczyć zużycie energii, użyj następującego wzoru:

P._H. = P_LED * N,

Gdzie

• P._LED - obciążenie elektryczne wytworzone przez jedną diodę,
• N jest liczbą kryształów w łańcuchu.

Uzyskane wskaźniki nie powinny być mniejsze niż moc sterownika. Teraz musisz określić wymaganą wartość nominalną.

Maksymalna moc urządzenia

Należy pamiętać, że w celu zapewnienia stabilnej pracy konwertera jego parametry nominalne muszą przekraczać uzyskaną wartość P o 20-30%_H..

Tak więc formuła przyjmuje postać:

P._max ≥ (1,2..1,3) * P_H.,

gdzie p_max - moc znamionowa zasilacza.

Oprócz mocy i liczby odbiorców na płycie, siła obciążenia jest również podporządkowana współczynnikom kolorów konsumenta. Przy tym samym prądzie, w zależności od odcienia, mają różne wskaźniki spadku napięcia.

Sterownik lampy LED powinien wytwarzać tyle prądu, ile jest konieczne do zapewnienia maksymalnej jasności. Wybierając urządzenie, kupujący powinien pamiętać, że moc musi być większa niż wszystkie używane diody LED

Weźmy na przykład diody amerykańskiej firmy Cree z linii XP-E w kolorze czerwonym.

Ich cechy są następujące:

• spadek napięcia 1,9-2,4 V;
• prąd 350 mA;
• średni pobór mocy 750 mW.

Analog zielony kolor przy tym samym prądzie będzie miał zupełnie inne wskaźniki: straty na złączach P-N wynoszą 3,3-3,9 V, a moc 1,25 W.

W związku z tym można stwierdzić: sterownik o mocy 10 watów służy do zasilania dwunastu czerwonych kryształów lub ośmiu zielonych.

Schemat połączeń LED

Wyboru sterownika należy dokonać po ustaleniu schematu połączeń odbiorników LED. Jeśli najpierw kupisz lekkie diody, a następnie wybierzesz dla nich konwerter, procesowi temu będzie towarzyszyć wiele trudności.

Wiele czasu zajmie znalezienie urządzenia, które zapewni działanie takiej liczby klientów przy danym schemacie połączeń.

Podajmy przykład z sześcioma konsumentami. Mają straty napięcia 3 V, pobór prądu 300 mA. Aby je połączyć, możesz użyć jednej z metod, podczas gdy w każdym przypadku wymagane parametry zasilacza będą się różnić.

Wadą alternatywnego układu diod jest potrzeba zasilacza o wysokim napięciu, jeśli w obwodzie jest dużo kryształów

W naszym przypadku połączenie szeregowe wymaga urządzenia 18 V o prądzie 300 mA. Główną zaletą tej metody jest to, że ta sama siła przechodzi przez całą linię, odpowiednio, wszystkie diody płoną z identyczną jasnością.

Wadą równoległego umieszczania konsumentów jest różnica w jasności blasku każdego łańcucha. Takie negatywne zjawisko występuje z powodu zmian parametrów diod z powodu różnic między prądem przepływającym przez każdą linię

Jeśli stosowane jest równoległe umieszczanie, wystarczy użyć przetwornika 9 V, ale pobór prądu zostanie podwojony w porównaniu z poprzednią metodą.

Metoda sekwencyjnego ustawiania dwóch diod nie może być stosowana przy wymianie liczby kryształów wchodzących w skład grupy - 3 lub więcej. Takie ograniczenia wynikają z faktu, że zbyt duży prąd może przepłynąć przez jeden element, a to stwarza prawdopodobieństwo uszkodzenia całego obwodu

Jeśli używasz metody sekwencyjnej z tworzeniem par dwóch diod LED, używany jest sterownik z tymi samymi wskaźnikami, jak w poprzednim przypadku. W takim przypadku jasność oświetlenia będzie już jednolita.

Wystąpiły jednak pewne negatywne niuanse: gdy do grupy doprowadza się energię, ze względu na rozproszenie charakterystyk, jedna z diod LED może otworzyć się szybciej niż druga i odpowiednio przepłynie przez nią prąd, który podwaja wartość znamionową.

Wiele gatunków Diody LED do oświetlenia domu przeznaczony do takich krótkoterminowych skoków, ale ta metoda jest mniej popularna.

Rodzaje sterowników według typu urządzenia

Urządzenia przekształcające zasilanie 220 V w niezbędne wskaźniki dla diod LED są tradycyjnie podzielone na trzy kategorie: elektroniczne; na bazie kondensatorów; ściemnialne.

Rynek akcesoriów oświetleniowych reprezentowany jest przez szeroką gamę modeli sterowników, głównie od chińskiego producenta. I pomimo niskiego zakresu cen, z tych urządzeń możesz wybrać bardzo przyzwoitą opcję. Należy jednak zwrócić uwagę na kartę gwarancyjną, ponieważ nie wszystkie przedstawione produkty są akceptowalnej jakości.

Widok elektroniczny urządzenia

Idealnie, konwerter elektroniczny powinien być wyposażony w tranzystor. Jego rolą jest rozładowanie układu sterującego. Aby wyeliminować lub zmaksymalizować wygładzenie tętnienia, kondensator jest zamontowany na wyjściu.

Ten typ urządzenia należy do drogiej kategorii, ale jest w stanie ustabilizować prąd do 750 mA, na co nie są zdolne mechanizmy balastowe.

Najnowsze sterowniki są instalowane głównie na żarówkach z podstawą E27. Wyjątkiem od reguły są produkty Gaussa GU5.3. Są one wyposażone w beztransformatorowy konwerter. Jednak stopień tętnienia w nich sięga kilkuset Hz

Pulsacja nie jest jedyną wadą konwerterów. Drugi można nazwać interferencją elektromagnetyczną w zakresie wysokich częstotliwości (HF). Tak więc, jeśli inne urządzenia elektryczne, na przykład radio, są podłączone do gniazdka podłączonego do lampy, możesz spodziewać się zakłóceń podczas odbierania cyfrowych częstotliwości FM, telewizji, routera itp.

Opcjonalne urządzenie wysokiej jakości urządzenia powinno mieć dwa kondensatory: jeden jest elektrolityczny do wygładzania zmarszczek, drugi jest ceramiczny do obniżania RF. Jednak takie połączenie można znaleźć rzadko, zwłaszcza jeśli mówimy o chińskich produktach.

Ci, którzy mają wspólne koncepcje w takich obwodach elektrycznych, mogą niezależnie wybrać parametry wyjściowe konwertera elektronicznego, zmieniając wartość rezystorów

Ze względu na wysoką wydajność (do 95%) takie mechanizmy są odpowiednie dla potężnych urządzeń używanych w różnych dziedzinach, na przykład do tuningu samochodów, opraw oświetlenia ulicznego, a także domowych źródeł LED.

Zasilacz kondensatorowy

Teraz zwracamy się do mało popularnych urządzeń - opartych na kondensatorach. Prawie wszystkie niedrogie obwody lamp LED wykorzystujące ten typ sterownika mają podobne właściwości.

Jednak ze względu na modyfikacje dokonywane przez producenta ulegają one zmianom, na przykład usuwaniu dowolnego elementu łańcucha. Szczególnie często ta część jest jednym z kondensatorów - wygładzającym.

Dzięki niekontrolowanemu wypełnieniu rynku tanimi i niskiej jakości towarami użytkownicy mogą „wyczuć” sto pulsacji lamp. Bez zagłębiania się w ich urządzenie można argumentować, że element wygładzający został usunięty z obwodu

Takie mechanizmy mają tylko dwie zalety: są dostępne do samodzielnego montażu, a ich wydajność wynosi sto procent, ponieważ straty wystąpią tylko na skrzyżowaniach p-n i rezystancjach.

Ta sama liczba negatywnych aspektów: niskie bezpieczeństwo elektryczne i wysoki stopień tętnienia. Druga wada wynosi około 100 Hz i powstaje w wyniku rektyfikacji napięcia przemiennego. Standardowa specyfikacja stanu określa normę dopuszczalnego tętnienia wynoszącego 10-20% w zależności od przeznaczenia pomieszczenia, w którym zainstalowane jest urządzenie oświetleniowe.

Jedynym sposobem na złagodzenie tego niedociągnięcia jest wybór kondensatora o właściwej wartości znamionowej. Niemniej jednak nie powinieneś liczyć na całkowite wyeliminowanie problemu - takie rozwiązanie może jedynie wygładzić intensywność serii.

Ściemnialne przetwornice prądu

Sterowniki ściemniaczy dla ściemnialne żarówki LED pozwalają zmieniać przychodzące i wychodzące wskaźniki prądu, jednocześnie zmniejszając lub zwiększając stopień jasności światła emitowanego przez diody.

Istnieją dwie metody połączenia:

• pierwszy obejmuje łagodny start;
• drugi pulsuje.

Rozważ zasadę działania sterowników ściemnialnych opartych na układzie CPC9909 stosowanym jako urządzenie regulujące obwody LED, w tym o wysokiej jasności.

Standardowy obwód przełączający CPC9909 z zasilaniem 220 V. Zgodnie ze schematycznymi instrukcjami możliwe jest sterowanie jednym lub kilkoma mocnymi odbiornikami

Dzięki płynnemu uruchomieniu układ sterownika zapewnia stopniowe włączanie diod o rosnącej jasności. W tym procesie stosuje się dwa rezystory podłączone do terminala LD, zaprojektowane do wykonywania zadania płynnego ściemniania. To realizuje ważne zadanie - przedłużenie żywotności elementów LED.

Ten sam wniosek wynika również z regulacji analogowej - rezystor 2,2 kΩ zamienia się na mocniejszy zmienny analog - 5,1 kOhm. W ten sposób uzyskuje się płynną zmianę potencjału wyjściowego.

Zastosowanie drugiego sposobu obejmuje dostarczanie prostokątnych impulsów na wyjściowy PWMD o niskiej częstotliwości. Dotyczy to mikrokontrolera lub generatora impulsów, które są koniecznie oddzielone przez transoptor.

Z obudową czy bez?

Sterowniki są dostępne w obudowie lub bez. Pierwsza opcja jest najczęstsza i droższa. Takie urządzenia są chronione przed wilgocią i cząsteczkami pyłu.

Urządzenia drugiego typu są używane do montażu podtynkowego, a zatem są tanie.

Moc wszystkich prezentowanych urządzeń może pochodzić z sieci 12 V lub 220 V. Pomimo tego, że modele z otwartą ramą wygrywają pod względem ceny, pozostają znacznie w tyle pod względem bezpieczeństwa i niezawodności mechanizmu

Każdy z nich wyróżnia się dopuszczalną temperaturą podczas pracy - należy również zwrócić na to uwagę przy wyborze.

Klasyczny obwód sterownika

Do samodzielnego montażu zasilacza LED zajmiemy się najprostszym urządzeniem typu impulsowego, które nie ma izolacji galwanicznej. Główną zaletą tego typu obwodu jest jego proste połączenie i niezawodne działanie.

Obwód konwertera 220 V jest przedstawiony jako zasilacz impulsowy. Podczas montażu należy przestrzegać wszystkich zasad bezpieczeństwa elektrycznego, ponieważ nie ma ograniczeń dotyczących prądu wyjściowego

Schemat takiego mechanizmu składa się z trzech głównych obszarów kaskadowych:

1. Pojemnościowy separator napięcia.
2. Prostownik
3. Stabilizatory napięcia.

Pierwsza sekcja to przeciwdziałanie wywierane przez prąd przemienny na kondensator C1 z rezystorem. Ten ostatni jest wymagany wyłącznie do niezależnego ładowania elementu obojętnego. Nie wpływa to na działanie obwodu.

Wartość nominalna rezystora może mieścić się w zakresie 100 kOhm-1 Mom, o mocy 0,5-1 watów. Kondensator musi być elektrolityczny, a jego efektywna wartość napięcia amplitudy wynosi 400-500 V.

Kiedy utworzona półfala napięcia przechodzi przez kondensator, prąd płynie, aż płytki zostaną w pełni naładowane. Im mniejsza pojemność mechanizmu, tym mniej czasu poświęci się na pełne naładowanie.

Na przykład urządzenie o objętości 0,3-0,4 μF jest ładowane przez 1/10 okresu półfali, tj. Tylko jedna dziesiąta przenoszonego napięcia przechodzi przez tę sekcję.

Proces prostowania w tej sekcji odbywa się zgodnie ze schematem Gretza. Mostek diodowy jest wybierany, zaczynając od prądu znamionowego i napięcia wstecznego.W takim przypadku ostatnia wartość nie powinna być mniejsza niż 600 V.

Druga kaskada to urządzenie elektryczne, które przekształca (prostuje) prąd przemienny w pulsujący. Ten proces nazywa się połową fali. Ponieważ jedna część półfali została wygładzona przez kondensator, na wyjściu tej sekcji prąd stały będzie wynosił 20-25 V.

Ponieważ zasilanie diod LED nie powinno przekraczać 12 V, w obwodzie należy zastosować element stabilizujący. W tym celu wprowadza się filtr pojemnościowy. Na przykład możesz użyć modelu L7812

Trzecia kaskada działa w oparciu o wygładzający filtr stabilizujący - kondensator elektrolityczny. Wybór parametrów pojemnościowych zależy od obciążenia.

Ponieważ zmontowany obwód natychmiast odtwarza swoją pracę, nie można dotknąć gołych drutów, ponieważ przewodzony prąd osiąga dziesiątki amperów - linie są wstępnie izolowane.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wszystkie trudności, jakie może napotkać amator radiowy przy wyborze konwertera do lamp LED dużej mocy, opisano szczegółowo na wideo:

Kluczowe cechy niezależnego podłączenia konwertera do obwodu elektrycznego:

Instrukcja krok po kroku opisująca proces samodzielnego montażu sterownika LED z improwizowanych środków:

Pomimo dziesiątek tysięcy godzin nieprzerwanej pracy lamp LED producenta wiele czynników znacznie zmniejsza te wskaźniki.

Sterowniki zostały zaprojektowane w celu wygładzenia wszystkich skoków prądu w instalacji elektrycznej. Do ich wyboru lub samodzielnego montażu należy podejść odpowiedzialnie po obliczeniu wszystkich niezbędnych parametrów.

Powiedz nam, jak wybrałeś sterownik żarówki LED. Podziel się swoimi argumentami i sposobami ustabilizowania napięcia zasilającego diodowe urządzenie oświetleniowe. Zostaw komentarz w bloku poniżej, zadawaj pytania, publikuj zdjęcia na temat artykułu.