Ako zvoliť ovládač LED žiarovky: typy, účel + funkcie pripojenia

LED žiarovky sa rozšírili, v dôsledku čoho sa začala aktívna výroba sekundárnych zdrojov energie. Ovládač LED žiarovky je schopný stabilne udržiavať nastavené hodnoty prúdu na výstupe zo zariadenia a stabilizovať napätie prechádzajúce reťazou diód.

Povieme vám všetko o druhoch a zásadách fungovania súčasného prepočítavacieho zariadenia pre prevádzku diódovej žiarovky. V našom článku poskytujeme pokyny na výber vodiča a poskytujeme užitočné odporúčania. Nájdeme nezávislých domácich elektrikárov s osvedčenými schémami pripojenia.

Účel a rozsah použitia

Diódové kryštály pozostávajú z dvoch polovodičov - anódy (plus) a katódy (mínus), ktoré sú zodpovedné za transformáciu elektrických signálov. Jedna oblasť má vodivosť typu P, druhá - N. Keď je pripojený zdroj energie, prúdi cez tieto prvky prúd.

Kvôli tejto polarite sa elektróny z pásma typu P do zóny typu N a naopak nabijú z bodu N do bodu P. Každá časť oblasti má však svoje vlastné hranice, ktoré sa nazývajú spojenia P-N. Na týchto miestach sa častice nachádzajú a vzájomne sa absorbujú alebo rekombinujú.

Dióda sa týka polovodičových prvkov a má iba jednu p-n spojku. Z tohto dôvodu hlavnou charakteristikou, ktorá určuje stupeň jasu ich žiarenia, nie je napätie, ale prúd

Počas križovatiek P-N napätie klesá o určitý počet voltov, vždy rovnaký pre každý prvok obvodu. Na základe týchto hodnôt vodič stabilizuje prichádzajúci prúd a na výstupe vytvára konštantnú hodnotu.

Aký výkon je potrebný a aké hodnoty strát počas prechodu P-N sú uvedené v pase LED zariadenia. Preto pre výber diódovej žiarovky je potrebné vziať do úvahy parametre zdroja energie, ktorých rozsah by mal byť dostatočný na kompenzáciu stratenej energie.

Na to, aby výkonné LED diódy vypočítali čas uvedený v charakteristikách, je potrebné stabilizačné zariadenie - vodič. Výstupné napätie je vždy uvedené na tele elektronického mechanizmu

Na osvetlenie zariadení sa používajú napájacie zdroje s napätím 10 až 36 V.

Technika môže byť rôznych typov:

• svetlomety automobilov, bicyklov, motocyklov atď .;
• malé prenosné alebo pouličné osvetlenie;
• viedol svetlo, Stuhy, stropné svetlo a moduly.

Avšak pre LED s nízkym výkonom, ako aj v prípade použitia konštantného napätia, nie je možné použiť ovládače. Namiesto toho sa do obvodu zavádza aj odpor, ktorý je napájaný aj napätím 220 V.

Princíp fungovania zdroja energie

Poďme zistiť, aké sú rozdiely medzi zdrojom napätia a zdrojom energie. Ako príklad uvážte obvod uvedený nižšie.

Po pripojení 40 ohmového rezistora k 12 V napájaciemu zdroju ním prechádza prúd 300 mA (obrázok A). Pri paralelnom pripojení druhého odporu v obvode bude aktuálna hodnota - 600 mA (B). Napätie sa však nezmení.

Napriek pripojeniu dvoch odporov na zdroj energie vytvorí druhý na výstupe stále napätie, pretože za ideálnych podmienok nepodlieha zaťaženiu

Teraz zvážime, ako sa tieto hodnoty zmenia, ak sú odpory pripojené k napájaniu v obvode. Rovnakým spôsobom predstavujeme 40 ohmový reostat s 300 mA budičom. Ten na ňom vytvára napätie 12 V (obvod B).

Ak je obvod zložený z dvoch odporov, potom sa aktuálna hodnota nezmení a napätie je 6 V (G).

Ovládač, na rozdiel od zdroja napätia, udržuje na výstupe špecifikované parametre prúdu, avšak napätie sa môže meniť

Z toho možno vyvodiť závery, že kvalitný prevodník dodáva záťaž menovitým prúdom, aj keď napätie klesá. V súlade s tým budú kryštály diód 2 V alebo 3 V a prúd 300 mA rovnako horieť pri zníženom napätí.

Charakteristické vlastnosti prevodníka

Jedným z najdôležitejších ukazovateľov je prenášaný výkon pri zaťažení. Zariadenie sa nesmie preťažovať a snažiť sa dosiahnuť čo najvyššie výsledky.

Nesprávne použitie prispieva k rýchlemu zlyhaniu nielen mechanizmu prehľadu, ale aj čipov LED.

Medzi hlavné faktory ovplyvňujúce prácu patria:

• prvky tvoriace súčasť procesu montáže;
• stupeň ochrany (IP);
• minimálne a maximálne hodnoty na vstupe a výstupe;
• výrobcom.

Moderné modely prevodníkov sú k dispozícii na báze mikroobvodov a využívajú technológiu transformácie s pulznou šírkou (PWM).

Počas prevádzky napájacieho zdroja bol zavedený spôsob modulácie pulznej šírky na reguláciu výstupného napätia, zatiaľ čo výstup si zachováva rovnaký typ prúdu ako vstup.

Takéto zariadenia sa vyznačujú vysokým stupňom ochrany proti skratom, preťaženiu siete a tiež majú zvýšenú účinnosť.

Pravidlá pre výber aktuálneho prevodníka

Ak si chcete kúpiť prevodník LED žiaroviek, mali by ste si preštudovať kľúč charakteristika zariadenia, Je založená na výstupnom napätí, menovitom prúde a výstupnom výkone.

Svetelná diódová sila

Spočiatku budeme analyzovať výstupné napätie, ktoré je ovplyvnené niekoľkými faktormi:

• hodnota strát napätia na križovatke P-N kryštálov;
• počet svetelných diód v reťazci;
• schéma zapojenia.

Parametre menovitého prúdu môžu byť určené charakteristickými vlastnosťami spotrebiteľa, konkrétne výkonom prvkov LED a ich stupňom jasu.

Tento indikátor ovplyvní prúd spotrebovaný kryštálmi, ktorého rozsah sa líši v závislosti od požadovaného jasu.Úlohou konvertora je poskytnúť týmto prvkom dodávku správneho množstva energie.

Hodnota výstupného napätia musí byť vyššia alebo rovnaká ako celkové množstvo energie vynaloženej na každý blok elektrického obvodu

Výkon zariadenia závisí od sily každého prvku LED, od jeho farby a množstva.

Na výpočet spotrebovanej energie použite tento vzorec:

P_H = P_LED * N,

kde

• P_LED - elektrické zaťaženie spôsobené jednou diódou,
• N je počet kryštálov v reťazci.

Získané ukazovatele by nemali byť menšie ako výkon vodiča. Teraz musíte určiť požadovanú nominálnu hodnotu.

Maximálny výkon zariadenia

Malo by sa pamätať na to, že aby sa zabezpečila stabilná prevádzka prevodníka, jeho nominálne parametre musia prekročiť získanú hodnotu P o 20 - 30%._H.

Vzorec má teda podobu:

P_max ≥ (1,2,1,3) * P_H,

kde str_max - menovitý výkon zdroja energie.

Okrem sily a počtu spotrebiteľov na palube je zaťažovacia sila podriadená aj farebným faktorom spotrebiteľa. V rovnakom prúde majú podľa odtieňa rôzne indikátory poklesu napätia.

Ovládač pre LED žiarovku by mal produkovať toľko prúdu, koľko je potrebné na zabezpečenie maximálneho jasu. Pri výbere zariadenia by si mal kupujúci pamätať, že výkon musí byť väčší, ako sa používajú všetky LED

Zoberme si napríklad LED diódy americkej spoločnosti Cree z radu XP-E v červenej farbe.

Ich vlastnosti sú nasledujúce:

• úbytok napätia 1,9-2,4 V;
• prúd 350 mA;
• priemerná spotreba energie 750 mW.

Analóg zelenej farby pri rovnakom prúde bude mať úplne odlišné ukazovatele: straty na križovatkách P-N sú 3,3 až 3,9 V a výkon je 1,25 W.

Na základe toho možno dospieť k záveru: vodič s výkonom 10 wattov sa používa na napájanie dvanástich červených kryštálov alebo osem zelených.

Schéma pripojenia LED

Vodič by sa mal zvoliť po určení schémy pripojenia spotrebiteľov LED. Ak si najprv kúpite svetelné diódy a potom pre ne vyberiete prevodník, bude tento proces sprevádzaný množstvom problémov.

Nájdenie zariadenia, ktoré zabezpečí fungovanie iba takého počtu zákazníkov s danou schémou pripojenia, bude vyžadovať veľa času.

Ukážme príklad so šiestimi spotrebiteľmi. Majú stratu napätia 3 V, prúdovú spotrebu 300 mA. Na ich pripojenie môžete použiť jednu z metód, pričom požadované parametre napájania sa v každom prípade budú líšiť.

Nevýhodou striedavého usporiadania diód je potreba napájacieho zdroja s vysokým napätím, ak je v obvode veľa kryštálov.

V našom prípade sériové pripojenie vyžaduje 18 V jednotku s prúdom 300 mA. Hlavnou výhodou tohto spôsobu je to, že rovnakou silou prechádza celá čiara, respektíve všetky diódy horia s rovnakým jasom.

Nevýhodou paralelného umiestnenia spotrebiteľov je rozdiel v jasnosti žiara každej reťaze. K takémuto negatívnemu fenoménu dochádza v dôsledku zmeny parametrov diódy v dôsledku rozdielov medzi prúdom prechádzajúcim každou čiarou.

Ak sa použije paralelné umiestnenie, stačí použiť prevodník 9 V, ale súčasná spotreba sa v porovnaní s predchádzajúcou metódou zdvojnásobí.

Metódu postupného usporiadania dvoch diód nemožno použiť s nahradením počtu kryštálov zaradených do skupiny - 3 alebo viac. Takéto obmedzenia sú spôsobené skutočnosťou, že príliš veľa prúdu môže prechádzať cez jeden prvok, a to vytvára pravdepodobnosť zlyhania celého obvodu.

Ak použijete sekvenčnú metódu s vytvorením párov dvoch diód LED, použije sa ovládač s rovnakými indikátormi ako v predchádzajúcom prípade. V takom prípade bude jas osvetlenia už rovnaký.

Tu však boli niektoré negatívne nuansy: keď sa skupine dodáva energia, v dôsledku rozšírenia charakteristík sa jedna z LED diódy môže otvoriť rýchlejšie ako druhá a podľa toho ňou prejde prúd, ktorý zdvojnásobí menovitú hodnotu.

Mnoho druhov LED pre osvetlenie domácnosti určené pre takéto krátkodobé skoky, ale táto metóda je menej populárna.

Typy ovládačov podľa typu zariadenia

Zariadenia, ktoré prevádzajú napájanie 220 V na potrebné ukazovatele pre LED diódy, sa bežne delia na tri kategórie: elektronické; na báze kondenzátorov; stmievateľné.

Trh s príslušenstvom osvetlenia predstavuje široká škála modelov vodičov, najmä od čínskeho výrobcu. A napriek nízkej cenovej relácii si z týchto zariadení môžete vybrať veľmi slušnú možnosť. Mali by ste však venovať pozornosť záručnému listu, pretože Nie všetky prezentované výrobky majú prijateľnú kvalitu.

Elektronický pohľad na zariadenie

V ideálnom prípade by mal byť elektronický prevodník vybavený tranzistorom. Jeho úlohou je vybíjať kontrolný čip. Aby sa eliminovalo alebo maximalizovalo vyhladenie zvlnenia, na výstupe je namontovaný kondenzátor.

Tento typ zariadenia patrí do drahej kategórie, je však schopný stabilizovať prúd až do 750 mA, čo nie sú schopné záťažové mechanizmy.

Najnovšie ovládače sa inštalujú hlavne na žiarovky so základňou E27. Výnimkou z tohto pravidla sú produkty Gauss GU5.3. Sú vybavené beztransformátorovým prevodníkom. Stupeň zvlnenia v nich však dosahuje niekoľko stoviek Hz

Pulzácia nie je jedinou nevýhodou prevodníkov. Druhú možno nazvať elektromagnetické rušenie vysokofrekvenčného (HF) rozsahu. Ak sú k zásuvke pripojenej k žiarovke pripojené ďalšie elektrické spotrebiče, napríklad rádio, môžete očakávať rušenie pri prijímaní digitálnych frekvencií FM, televízie, smerovača atď.

Voliteľné zariadenie vysokokvalitného zariadenia by malo mať dva kondenzátory: jeden je elektrolytický pre vyhladenie vlniek, druhý je keramický, na zníženie RF. Takúto kombináciu však nájdeme zriedka, najmä ak hovoríme o čínskych výrobkoch.

Tí, ktorí majú spoločné koncepcie v takýchto elektrických obvodoch, môžu nezávisle zvoliť výstupné parametre elektronického prevodníka zmenou hodnoty odporov

Vzhľadom na vysokú účinnosť (až 95%) sú tieto mechanizmy vhodné pre výkonné zariadenia používané v rôznych oblastiach, napríklad na ladenie automobilov, v pouličných svietidlách, ako aj v domácich LED zdrojoch.

Zdroj napájania založený na kondenzátoroch

Teraz sa obraciame na nie veľmi populárne zariadenia - založené na kondenzátoroch. Takmer všetky lacné obvody LED žiaroviek, ktoré používajú tento typ vodiča, majú podobné charakteristiky.

V dôsledku úprav výrobcu však prechádzajú zmenami, napríklad odstránením ktoréhokoľvek prvku reťaze. Zvlášť často je táto časť jedným z kondenzátorov - vyhladzujúca.

Vďaka nekontrolovanému naplneniu trhu lacným a nekvalitným tovarom môžu používatelia v lampách „cítiť“ sto pulzácií. Bez toho, aby sa ponorilo do ich zariadenia, možno tvrdiť, že vyhladzovací prvok bol z obvodu odstránený

Takéto mechanizmy majú iba dve výhody: sú k dispozícii pre vlastnú montáž a ich účinnosť sa rovná sto percent, pretože straty sa vyskytnú iba pri p-n križovatkách a odporoch.

Rovnaký počet negatívnych aspektov: nízka elektrická bezpečnosť a vysoký stupeň zvlnenia. Druhá nevýhoda je asi 100 Hz a je vytvorená ako výsledok usmernenia striedavého napätia. Špecifikácia štátnej normy špecifikuje normu prípustného zvlnenia 10 - 20% v závislosti od účelu miestnosti, v ktorej je osvetľovacie zariadenie nainštalované.

Jediným spôsobom, ako tento nedostatok vyrovnať, je vybrať kondenzátor so správnym hodnotením. Nemali by ste však počítať s úplným odstránením problému - takéto riešenie môže len zmierniť intenzitu nárazov.

Stmievateľné prevodníky prúdu

Ovládače stmievačov pre stmievateľné žiarovky LED umožňujú meniť indikátory prichádzajúceho a odchádzajúceho prúdu a zároveň znižovať alebo zvyšovať úroveň jasu svetla emitovaného diódami.

Existujú dva spôsoby pripojenia:

• prvý zahŕňa ľahký štart;
• druhý je pulzný.

Zvážte princíp činnosti stmievateľných ovládačov založených na čipe CPC9909, ktorý sa používa ako regulačné zariadenie pre obvody LED vrátane tých, ktoré majú vysoký jas.

Štandardný spínací obvod CPC9909 s napájaním 220 V. Podľa schematických pokynov je možné ovládať jedného alebo viacerých výkonných spotrebičov.

Vďaka hladkému štartu poskytuje čip vodiča postupné začlenenie diód so zvyšujúcim sa jasom. Na tento proces sa používajú dva odpory pripojené k terminálu LD a navrhnuté tak, aby vykonávali úlohu plynulého stmievania. To predstavuje dôležitú úlohu - predlžuje životnosť prvkov LED.

Rovnaký záver poskytuje aj analógová regulácia - rezistor 2,2 kΩ sa zmenil na výkonnejší variabilný analóg - 5,1 kOhm. Takto sa dosiahne hladká zmena výstupného potenciálu.

Použitie druhého spôsobu spočíva v dodaní pravouhlých impulzov do nízkofrekvenčného výstupu PWMD. Zahŕňa to buď mikrokontrolér alebo generátor impulzov, ktoré sú nevyhnutne oddelené optočlenom.

S bývaním alebo bez neho?

Ovládače sú k dispozícii v kryte alebo bez neho. Prvá možnosť je najbežnejšia a nákladnejšia. Takéto zariadenia sú chránené pred vlhkosťou a prachovými časticami.

Zariadenia druhého typu sa používajú na zapustenú montáž, a preto sú lacné.

Napájanie všetkých prezentovaných zariadení môže byť zo siete 12 V alebo 220 V. Napriek tomu, že modely s otvoreným rámom vyhrávajú v cene, výrazne zaostávajú z hľadiska bezpečnosti a spoľahlivosti mechanizmu.

Každá z nich sa vyznačuje povolenou teplotou počas prevádzky - pri výbere je tiež potrebné venovať jej pozornosť.

Klasický obvod vodiča

Pri vlastnej montáži napájacieho zdroja LED sa budeme zaoberať najjednoduchším zariadením pulzného typu, ktoré nemá galvanickú izoláciu. Hlavnou výhodou tohto typu obvodu je jednoduché pripojenie a spoľahlivá prevádzka.

Obvod meniča 220 V je ponúkaný ako spínací zdroj energie. Pri montáži musia byť dodržané všetky predpisy týkajúce sa elektrickej bezpečnosti, pretože pre prúdový výstup neexistujú žiadne obmedzenia

Schéma takéhoto mechanizmu sa skladá z troch hlavných kaskádových oblastí:

1. Kapacitný oddeľovač napätia.
2. Usmerňovače.
3. Stabilizátory napätia.

Prvá časť je protiopatrenie vyvíjané striedavým prúdom na kondenzátore C1 s odporom. Ten je potrebný výlučne na nezávislé nabíjanie inertného prvku. Nemá to vplyv na činnosť obvodu.

Nominálna hodnota odporu môže byť v rozsahu 100 kOhm-1 Mom, s výkonom 0,5 - 1 W. Kondenzátor musí byť elektrolytický a jeho účinná hodnota amplitúdového napätia je 400 - 500 V

Keď vytvorená polvlna napätia prechádza kondenzátorom, prúd tečie, kým nie sú platne úplne nabité. Čím menšia je kapacita mechanizmu, tým menej času sa strávi pri jeho úplnom nabití.

Napríklad zariadenie s objemom 0,3 až 0,4 μF sa nabíja po dobu 1/10 polvlnovej periódy, t. J. Touto sekciou prechádza iba desatina prenášaného napätia.

Postup vyrovnania v tejto časti sa vykonáva podľa Gretzovej schémy. Zvolí sa diódový most, počnúc menovitým prúdom a spätným napätím.V tomto prípade by posledná hodnota nemala byť menšia ako 600 V

Druhá kaskáda je elektrické zariadenie, ktoré prevádza (usmerňuje) striedavý prúd na pulzujúci. Tento proces sa nazýva polvlna. Pretože jedna časť polvlny bola vyhladená kondenzátorom, na výstupe z tejto časti bude jednosmerný prúd 20-25 V.

Pretože napájanie LED by nemalo prekročiť 12 V, musí sa pre obvod použiť stabilizačný prvok. Na tento účel sa zavádza kapacitný filter. Napríklad môžete použiť model L7812

Tretia kaskáda pracuje na základe vyhladzovacieho stabilizačného filtra - elektrolytického kondenzátora. Výber jej kapacitných parametrov závisí od zaťaženia.

Pretože zostavený obvod reprodukuje svoju prácu okamžite, nedotýkajte sa holých vodičov, pretože privádzaný prúd dosahuje desiatky ampérov - vedenia sú predbežne izolované.

Závery a užitočné video na túto tému

Všetky ťažkosti, s ktorými sa môže rádioamatér stretnúť pri výbere prevodníka pre vysokovýkonné LED žiarovky, sú podrobne opísané vo videu:

Kľúčové vlastnosti nezávislého pripojenia prevodníka k elektrickému obvodu:

Podrobná inštrukcia opisujúca proces montáže domácich majstrov LED ovládača z improvizovaných prostriedkov:

Napriek desaťtisícovým hodinám nepretržitej prevádzky LED žiaroviek výrobcu existuje mnoho faktorov, ktoré tieto indikátory výrazne znižujú.

Ovládače sú navrhnuté tak, aby vyrovnávali všetky súčasné prepätia v elektrickom systéme. Po výbere všetkých potrebných parametrov sa k nim musí pristupovať zodpovedne alebo k ich vlastnej montáži.

Povedzte nám, ako ste vybrali ovládač pre žiarovku LED. Podeľte sa o svoje argumenty a spôsoby, ako stabilizovať dodávku napätia do diódového osvetľovacieho zariadenia. Nechajte komentáre v bloku nižšie, klásť otázky, uverejňovať fotografie na tému článku.