Cum să alegeți un driver de lampă LED: tipuri, scop + caracteristici de conectare

Lămpile cu LED-uri au devenit răspândite, în urma cărora a început producția activă a surselor de alimentare secundare. Șoferul lămpii cu LED este capabil să mențină stabil valorile de curent setate la ieșirea dispozitivului, stabilizând tensiunea care trece prin lanțul diodei.

Vă vom spune totul despre tipurile și principiile de funcționare ale dispozitivului de conversie curent pentru funcționarea unei lămpi cu diodă. În articolul nostru, oferim îndrumări cu privire la alegerea șoferului și oferim recomandări utile. Vom găsi electricieni casnici independenți, cu scheme de conexiune dovedite.

Scopul și domeniul de utilizare

Cristalele de diode constau din doi semiconductori - anodul (plus) și catodul (minus), care sunt responsabili de transformarea semnalelor electrice. O zonă are conductivitate de tip P, a doua - N. Când este conectată o sursă de curent, curentul va curge prin aceste elemente.

Datorită acestei polarități, electronii din zona de tip P se îndreaptă spre zona de tip N și invers, sarcinile de la punctul N se grăbesc până la P. Cu toate acestea, fiecare secțiune a regiunii are propriile limite, numite joncțiuni P-N. În aceste locuri, particulele sunt găsite și absorbite reciproc sau recombinate.

Dioda se referă la elemente semiconductoare și are o singură joncțiune p-n. Din acest motiv, caracteristica principală care determină gradul de luminozitate a strălucirii lor nu este tensiunea, ci curentul

În timpul joncțiunilor P-N, tensiunea scade cu un anumit număr de volți, întotdeauna aceeași pentru fiecare element al circuitului. Având în vedere aceste valori, driverul stabilizează curentul de intrare și formează o valoare constantă la ieșire.

Ce putere este necesară și ce valori ale pierderilor în timpul pasajului P-N sunt indicate în pașaportul dispozitivului LED. Prin urmare, pentru alegerea unui bec cu diode este necesar să se țină seama de parametrii alimentării, a căror gamă ar trebui să fie suficientă pentru a compensa energia pierdută.

Pentru ca LED-urile de mare putere să funcționeze timpul indicat în caracteristici, este necesar un dispozitiv de stabilizare - un șofer. Tensiunea de ieșire este afișată întotdeauna pe corpul mecanismului electronic

Sursele de alimentare cu tensiune cuprinsă între 10 și 36 V sunt utilizate pentru echiparea dispozitivelor de iluminat.

Tehnica poate fi de diferite tipuri:

• faruri pentru mașini, biciclete, motociclete, etc .;
• mici lumini portabile sau stradale;
• lumina led, Panglici, lumina de tavan și module.

Totuși pentru leduri de putere redusă, precum și în cazul utilizării tensiunii constante, este permis ca șoferii să nu se aplice. În schimb, în ​​circuit este introdus și un rezistor, alimentat și de un 220 V.

Principiul funcționării sursei de alimentare

Să vedem care sunt diferențele dintre sursa de tensiune și sursa de alimentare. Ca un exemplu, luați în considerare circuitul prezentat mai jos.

Prin conectarea unei rezistențe de 40 de ohmi la sursa de alimentare de 12 V, un curent de 300 mA va trece prin ea (figura A). Cu conexiunea paralelă a celui de-al doilea rezistor din circuit, valoarea curentă va fi de - 600 mA (B). Totuși, tensiunea va fi neschimbată.

În ciuda conectării a două rezistențe la o sursă de alimentare, a doua la ieșire va crea o tensiune constantă, deoarece în condiții ideale nu se supune sarcinii

Acum vom lua în considerare modul în care se vor schimba valorile dacă rezistențele sunt conectate la sursa de alimentare din circuit. În același mod, introducem un reostat de 40 Ohm cu un driver de 300 mA. Acesta din urmă creează o tensiune de 12 V pe ea (circuitul B).

Dacă circuitul este compus din două rezistențe, atunci valoarea curentă este neschimbată, iar tensiunea este de 6 V (G).

Șoferul, spre deosebire de sursa de tensiune, menține parametrii de curent specifici la ieșire, cu toate acestea, puterea de tensiune poate varia

Tragând concluzii, putem spune că un convertor de înaltă calitate furnizează sarcinii cu un curent nominal chiar și atunci când tensiunea scade. În consecință, cristale de diode de 2 V sau 3 V și un curent de 300 mA vor arde la fel de luminoase cu o tensiune redusă.

Caracteristici distinctive ale convertorului

Unul dintre cei mai importanți indicatori este puterea transmisă sub sarcină. Aparatul nu trebuie să fie supraîncărcat și să încercați să obțineți cele mai mari rezultate posibile.

Utilizarea necorespunzătoare contribuie la eșecul rapid nu numai al mecanismului de vedere general, ci și al cipurilor LED.

Principalii factori care afectează munca includ:

• elemente constitutive utilizate în procesul de asamblare;
• gradul de protecție (IP);
• valori minime și maxime la intrare și ieșire;
• producător.

Modelele moderne de convertoare sunt disponibile pe baza de microcircuite și aplică tehnologia de transformare a lățimii pulsului (PWM).

În procesul de funcționare a sursei de alimentare, a fost introdusă o metodă de modulare a lățimii pulsului pentru a regla tensiunea de ieșire, în timp ce ieșirea păstrează același tip de curent ca și intrarea

Astfel de dispozitive sunt caracterizate printr-un grad ridicat de protecție împotriva scurtcircuitelor, congestionarea rețelei și, de asemenea, au o eficiență crescută.

Reguli pentru selectarea unui convertor de curent

Pentru a achiziționa un convertor cu lămpi cu LED, ar trebui să studiați cheia caracteristicile dispozitivului. Se bazează pe tensiunea de ieșire, curentul nominal și puterea.

Puterea diodei de lumină

Vom analiza inițial tensiunea de ieșire, care este supusă mai multor factori:

• valoarea pierderilor de tensiune la joncțiunea P-N a cristalelor;
• numărul de diode ușoare din lanț;
• diagrama de cablare.

Parametrii curentului nominal pot fi determinați de caracteristicile caracteristice ale consumatorului, respectiv puterea elementelor LED și gradul lor de luminozitate.

Acest indicator va afecta curentul consumat de cristale, al cărui interval variază în funcție de luminozitatea necesară.Sarcina convertorului este de a oferi aceste elemente furnizarea cantității corecte de energie.

Valoarea tensiunii de ieșire trebuie să fie mai mare sau identică cu cantitatea totală de energie cheltuită pe fiecare bloc al circuitului electric

Puterea dispozitivului depinde de puterea fiecărui element LED, de culoarea și cantitatea acestora.

Pentru a calcula energia consumată, utilizați următoarea formulă:

P_H = P_LED-uri * N,

unde

• P_LED-uri - sarcina electrică creată de o singură diodă;
• N este numărul de cristale din lanț.

Indicatorii obținuți nu trebuie să fie mai mici decât puterea șoferului. Acum trebuie să determinați valoarea nominală necesară.

Puterea maximă a dispozitivului

Trebuie avut în vedere faptul că pentru a asigura funcționarea stabilă a convertorului, parametrii nominali ai acestuia trebuie să depășească valoarea P obținută cu 20-30%_H.

Astfel, formula ia forma:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

unde p_max - puterea nominală a sursei de alimentare.

Pe lângă puterea și numărul de consumatori de pe bord, forța de încărcare este, de asemenea, subordonată factorilor de culoare ai consumatorului. În același curent, în funcție de umbră, aceștia au indicatori diferiți de cădere de tensiune.

Driverul lămpii cu LED-uri trebuie să producă cât mai mult curent necesar pentru a asigura luminozitatea maximă. Atunci când alege un dispozitiv, cumpărătorul trebuie să-și amintească că puterea trebuie să fie mai mare decât toate LED-urile utilizate

Luăm, de exemplu, LED-urile companiei americane Cree de la linia XP-E în roșu.

Caracteristicile lor sunt următoarele:

• cădere de tensiune 1,9-2,4 V;
• curent 350 mA;
• consum mediu de energie 750 mW.

Un analog de culoare verde la același curent va avea indicatori complet diferiți: pierderile la joncțiunile P-N sunt de 3,3-3,9 V, iar puterea este de 1,25 W.

În consecință, se poate concluziona: un șofer cu o putere de 10 wați este folosit pentru a alimenta 12 cristale roșii sau opt verzi.

Schema de conexiune LED

Alegerea șoferului trebuie efectuată după determinarea schemei de conectare a consumatorilor de LED-uri. Dacă cumpărați mai întâi diode ușoare și apoi selectați un convertor pentru acestea, acest proces va fi însoțit de o mulțime de dificultăți.

Pentru a căuta un dispozitiv care asigură funcționarea unui astfel de număr de consumatori cu o schemă de conexiune dată, va trebui să petreci mult timp.

Să dăm un exemplu cu șase consumatori. Au o pierdere de tensiune de 3 V, un consum de curent de 300 mA. Pentru a le conecta, puteți utiliza una dintre metode, în timp ce în fiecare caz parametrii necesari ai sursei de alimentare vor diferi.

Dezavantajul aranjamentului alternativ al diodelor este necesitatea unei unități de alimentare cu tensiune înaltă, dacă există o mulțime de cristale în circuit

În cazul nostru, o conexiune în serie necesită o unitate de 18 V cu un curent de 300 mA. Avantajul principal al acestei metode este că aceeași forță trece pe întreaga linie, respectiv toate diodele ard cu o luminozitate identică.

Dezavantajul plasării paralele a consumatorilor este diferența de luminozitate a strălucirii fiecărui lanț. Un astfel de fenomen negativ apare datorită variației parametrilor diodelor datorită diferențelor dintre curentul care trece prin fiecare linie

Dacă se utilizează o plasare paralelă, este suficient să se utilizeze un convertor de 9 V, dar consumul curent va fi dublat în comparație cu metoda anterioară.

Metoda de aranjare secvențială a două diode nu poate fi aplicată cu înlocuirea numărului de cristale incluse în grup - 3 sau mai multe. Astfel de limitări se datorează faptului că prea mult curent poate trece printr-un element, iar acest lucru creează probabilitatea de defectare a întregului circuit

Dacă utilizați o metodă secvențială cu formarea de perechi de două LED-uri, se utilizează un driver cu aceiași indicatori, ca în cazul precedent. În acest caz, luminozitatea iluminatului va fi deja uniformă.

Totuși, aici au existat câteva nuanțe negative: atunci când energia este furnizată grupului, datorită dispersiei caracteristicilor, unul dintre LED-urile se poate deschide mai repede decât al doilea și, în consecință, va trece un curent care dublează valoarea nominală.

Multe specii LED-uri pentru iluminatul casnic proiectat pentru astfel de salturi pe termen scurt, dar această metodă este mai puțin populară.

Tipuri de drivere în funcție de tipul dispozitivului

Dispozitivele care transformă alimentarea de 220 V în indicatorii necesari pentru LED-uri sunt împărțite în mod convențional în trei categorii: electronice; bazat pe condensatoare; reglarea intensității luminii.

Piața accesoriilor de iluminat este reprezentată de o mare varietate de modele de drivere, în principal de la un producător chinez. Și în ciuda gamei de prețuri reduse, de pe aceste dispozitive puteți alege o opțiune foarte decentă. Cu toate acestea, ar trebui să acordați atenție cardului de garanție, deoarece nu toate produsele prezentate sunt de calitate acceptabilă.

Vizualizare electronică a dispozitivului

În mod ideal, convertorul electronic ar trebui să fie echipat cu un tranzistor. Rolul său este să descarce cipul de control. Pentru a elimina sau maximiza netezirea ondulării, la ieșire este montat un condensator.

Acest tip de dispozitiv aparține unei categorii scumpe, dar este capabil să stabilizeze curentul până la 750 mA, de care mecanismele de balast nu sunt capabile.

Cele mai noi drivere sunt instalate în principal pe becuri cu bază E27. O excepție de la regulă sunt produsele Gauss GU5.3. Sunt echipate cu un convertor fără transformare. Cu toate acestea, gradul de ondulare în ele atinge câteva sute de Hz

Pulsarea nu este singurul dezavantaj al convertoarelor. A doua poate fi numită interferență electromagnetică a intervalului de înaltă frecvență (HF). Așadar, dacă alte aparate electrice, de exemplu, radio, sunt conectate la priza conectată la lampă, puteți aștepta interferențe atunci când primiți frecvențe digitale digitale, televizor, un router etc.

Un dispozitiv opțional al unui dispozitiv de înaltă calitate ar trebui să aibă doi condensatori: unul este electrolitic pentru netezirea ondulărilor, celălalt este ceramic, pentru reducerea RF. Cu toate acestea, o astfel de combinație poate fi găsită rar, mai ales dacă vorbim despre produse chinezești.

Cei care au concepte comune în astfel de circuite electrice pot selecta în mod independent parametrii de ieșire al convertizorului electronic prin schimbarea valorii rezistențelor

Datorită eficienței ridicate (până la 95%), astfel de mecanisme sunt potrivite pentru dispozitivele puternice utilizate în diverse domenii, de exemplu, pentru reglarea mașinilor, a dispozitivelor de iluminat stradal, precum și a surselor LED casnice.

Alimentator bazat pe condensator

Acum apelăm la dispozitive nu atât de populare - bazate pe condensatoare. Aproape toate circuitele cu lămpi LED cu costuri reduse care utilizează acest tip de driver au caracteristici similare.

Cu toate acestea, datorită modificărilor fabricantului, acestea suferă modificări, de exemplu, îndepărtarea oricărui element al lanțului. Mai ales de multe ori această parte este unul dintre condensatori - netezire.

Datorită umplerii necontrolate a pieței cu bunuri ieftine și de calitate scăzută, utilizatorii pot „simți” o sută de impulsuri în lămpi. Fără să se aducă măcar în dispozitivul lor, se poate afirma că elementul de netezire a fost îndepărtat din circuit

Astfel de mecanisme au doar două avantaje: sunt disponibile pentru auto-asamblare, iar eficiența lor este egală cu o sută la sută, deoarece pierderile vor avea loc numai la joncțiunile și rezistențele p-n.

Același număr de aspecte negative: siguranță electrică scăzută și un grad ridicat de ondulare. Al doilea dezavantaj este de aproximativ 100 Hz și este format ca urmare a rectificării unei tensiuni alternative. Specificația standard de stat specifică norma de umplere admisă de 10-20%, în funcție de scopul camerei în care este instalat dispozitivul de iluminare.

Singura modalitate de a remedia acest neajuns este selectarea unui condensator cu rating corect. Cu toate acestea, nu trebuie să te bazezi pe o eliminare completă a problemei - o astfel de soluție nu poate decât să netezească intensitatea exploziilor.

Convertoare de curent Dimmabil

Dispozitive de drivere pentru Becuri LED dimmabile vă permit să schimbați indicatorii curenti de intrare și de ieșire, reducând sau crescând gradul de luminozitate a luminii emise de diode.

Există două metode de conectare:

• primul implică un început moale;
• al doilea este pulsat.

Luați în considerare principiul de funcționare a driverelor dimmabile bazate pe cipul CPC9909 utilizat ca dispozitiv de reglare pentru circuitele LED, inclusiv cele cu luminozitate ridicată.

Circuitul de comutare standard CPC9909 cu alimentare de 220 V. În conformitate cu instrucțiunile schemice, este posibil să controlați unul sau mai mulți consumatori puternici

Cu o pornire lină, cipul de șofer oferă o includere treptată a diodelor cu luminozitate crescândă. Pentru acest proces, sunt utilizate două rezistențe, conectate la terminalul LD, concepute pentru a îndeplini sarcina de întunecare lină. Aceasta implementează o sarcină importantă - prelungirea duratei de viață a elementelor LED.

Aceeași concluzie este oferită și de reglarea analogică - o rezistență de 2,2 kΩ este schimbată într-o variabilă mai puternică analogică - 5,1 kOhm. Astfel, se realizează o modificare lină a potențialului de ieșire.

Aplicarea celei de-a doua metode implică furnizarea de impulsuri dreptunghiulare la ieșirea de frecvență joasă PWMD. Aceasta implică fie un microcontroler, fie un generator de impulsuri, care sunt neapărat separate de un optocuple.

Cu sau fără locuință?

Șoferii sunt disponibili în sau fără carcasă. Prima opțiune este cea mai comună și mai scumpă. Astfel de dispozitive sunt protejate împotriva umidității și a particulelor de praf.

Dispozitivele de cel de-al doilea tip sunt utilizate pentru montarea la față și, în consecință, sunt ieftine.

Puterea tuturor dispozitivelor prezentate poate fi de la o rețea de 12 V sau 220 V. În ciuda faptului că modelele cu cadru deschis câștigă preț, acestea rămân semnificativ în urmă în ceea ce privește siguranța și fiabilitatea mecanismului

Fiecare dintre ele se remarcă printr-o temperatură admisă în timpul funcționării - este necesar, de asemenea, să acordați atenție acestui lucru atunci când selectați.

Circuitul șoferului clasic

Pentru auto-asamblarea sursei de alimentare cu LED, ne vom ocupa de cel mai simplu dispozitiv de tip puls care nu are izolare galvanică. Avantajul principal al acestui tip de circuit este conexiunea simplă și funcționarea fiabilă a acestuia.

Un circuit convertor de 220 V este prezentat ca o sursă de alimentare cu comutare. La asamblare, trebuie respectate toate regulile de siguranță electrică, deoarece nu există limite la ieșirea curentă

Schema unui astfel de mecanism este compusă din trei zone principale în cascadă:

1. Separator de tensiune capacitiv.
2. Redresorul.
3. Stabilizatori de tensiune.

Prima secțiune este contracararea exercitată prin curent alternativ pe condensatorul C1 cu o rezistență. Acesta din urmă este necesar exclusiv pentru încărcarea independentă a elementului inert. Nu afectează funcționarea circuitului.

Valoarea nominală a rezistorului poate fi în intervalul de 100 kOhm-1 mama, cu o putere de 0,5-1 wați. Condensatorul trebuie să fie electrolitic, iar valoarea de tensiune a amplitudinii sale efective este de 400-500 V

Când jumătate de undă de tensiune formată trece prin condensator, curentul curge până când plăcile sunt complet încărcate. Cu cât este mai mică capacitatea mecanismului, cu atât mai puțin timp va fi cheltuit pentru încărcarea sa completă.

De exemplu, un dispozitiv cu un volum de 0,3-0,4 μF este încărcat pentru 1/10 din perioada de jumătate de undă, adică doar o zecime din tensiunea transmisă trece prin această secțiune.

Procesul de îndreptare în această secțiune se realizează conform schemei Gretz. Podul diodei este selectat, pornind de la curentul nominal și tensiunea inversă.În acest caz, ultima valoare nu trebuie să fie mai mică de 600 V

A doua cascadă este un dispozitiv electric care transformă (rectifică) curent alternativ în impulsuri. Acest proces se numește jumătate de undă. Întrucât o parte a jumătății de undă a fost netezită de un condensator, la ieșirea acestei secțiuni, curentul direct va fi de 20-25 V.

Deoarece alimentarea cu LED-uri nu trebuie să depășească 12 V, trebuie utilizat un element de stabilizare pentru circuit. Pentru aceasta, este introdus un filtru capacitiv. De exemplu, puteți utiliza modelul L7812

A treia cascadă funcționează pe baza unui filtru de stabilizare netezitor - un condensator electrolitic. Alegerea parametrilor capacitivi depinde de sarcină.

Deoarece circuitul asamblat își reproduce imediat activitatea, nu puteți atinge firele goale, deoarece curentul condus atinge zeci de amperi - liniile sunt izolate preliminar.

Concluzii și video util pe această temă

Toate dificultățile pe care le poate întâmpina un radioamator atunci când alege un convertor pentru lămpi cu LED-uri de mare putere sunt descrise în detaliu în videoclip:

Principalele caracteristici ale conexiunii independente a convertorului la circuitul electric:

Instrucțiunea pas cu pas care descrie procesul de asamblare DIY al driverului LED din improvizate înseamnă:

În ciuda zecilor de mii de ore de funcționare neîntreruptă a lămpilor cu LED-uri, există mulți factori care reduc semnificativ acești indicatori.

Driverele sunt proiectate pentru a elimina toate tensiunile curente din sistemul electric. Alegerea sau autoasamblarea lor trebuie abordată în mod responsabil după calcularea tuturor parametrilor necesari.

Spune-ne cum ai selectat driverul pentru becul cu LED. Împărtășește-ți argumentele și modalitățile de a stabiliza alimentarea cu tensiune la un dispozitiv de iluminat cu diode. Lasă comentarii în blocul de mai jos, pune întrebări, postează fotografii pe subiectul articolului.