Kuidas valida LED-lambi draiverit: tüübid, otstarve + ühenduse omadused

LED-lambid on laialt levinud, mille tulemusena on alanud sekundaarsete toiteallikate aktiivne tootmine.LED-lambi draiver suudab seadme väljundis stabiilselt säilitada määratud vooluväärtusi, stabiliseerides dioodiahelat läbivat pinget.

Räägime teile kõike dioodlambi käitamiseks mõeldud voolu muundamisseadme tüüpide ja tööpõhimõtete kohta. Meie artiklis on juhised juhi valimiseks ja kasulikud soovitused. Sõltumatud koduelektrikud leiavad praktikas tõestatud ühendusskeemid.

Kasutusotstarve ja kasutusala

Dioodikristallid koosnevad kahest pooljuhist - anoodist (pluss) ja katoodist (miinus), mis vastutavad elektriliste signaalide muundamise eest. Ühel alal on P-tüüpi juhtivus, teisel N. Kui toiteallikas on ühendatud, liigub vool läbi nende elementide.

Tänu sellele polaarsusele tormavad elektronid P-tüüpi tsoonist N-tüüpi tsooni ja vastupidi, laengud punktist N punkti P. Siiski on igal piirkonna lõigul oma piirid, mida nimetatakse P-N-siirdeteks. Nendes kohtades osakesed kohtuvad ja neelduvad vastastikku või rekombineeruvad.

Diood on pooljuhtelement ja sellel on ainult üks p-n-siirde. Sel põhjusel ei ole peamine omadus, mis määrab nende sära heleduse, mitte pinge, vaid vool

P-N üleminekute ajal pinge väheneb teatud arvu voltide võrra, alati sama ahela iga elemendi puhul. Neid väärtusi arvesse võttes stabiliseerib draiver sissetulevat voolu ja loob väljundis konstantse väärtuse.

Millist võimsust on vaja ja millised kadude väärtused P-N läbimise ajal on näidatud LED-seadme passis. Seetõttu, millal dioodpirni valimine on vaja arvestada toiteallika parameetreid, mille vahemik peab olema piisav, et kompenseerida kaotatud energiat.

Selleks, et suure võimsusega LED-id töötaksid omadustes määratud aja jooksul, on vaja stabiliseerimisseadet - draiverit. Elektroonilise mehhanismi korpus näitab alati oma väljundpinget

Valgustusseadmete varustamiseks kasutatakse toiteallikaid pingega 10 kuni 36 V.

Seadmed võivad olla erinevat tüüpi:

• autode, jalgrataste, mootorrataste jne esituled;
• väikesed kaasaskantavad või tänavavalgustid;
• led ribad, paelad, laevalgustid ja moodulid.

Kuid selleks väikese võimsusega LED-id, ja ka konstantse pinge kasutamise korral on lubatud draivereid mitte kasutada. Selle asemel lisatakse vooluringile takisti, mis toidetakse samuti 220 V võrgust.

Toiteallika tööpõhimõte

Mõelgem välja, millised on erinevused pingeallika ja toiteallika vahel. Näiteks vaadake allpool näidatud diagrammi.

Ühendades 40-oomise takisti 12 V toiteallikaga, liigub sellest läbi vool 300 mA (joonis A). Kui vooluahelaga on paralleelselt ühendatud teine ​​takisti, on voolu väärtus 600 mA (B). Pinge jääb aga muutumatuks.

Vaatamata kahe takisti ühendamisele toiteallikaga, tekitab teine ​​väljundis pideva pinge, kuna ideaalsetes tingimustes see ei allu koormusele

Nüüd vaatame, kuidas väärtused muutuvad, kui takistid on ahelas toiteallikaga ühendatud. Samamoodi tutvustame 40-oomist reostaati 300 mA draiveriga. Viimane tekitab sellele 12 V pinge (ahel B).

Kui vooluahel koosneb kahest takistist, siis voolu väärtus ei muutu ja pinge on 6 V (G).

Draiver, erinevalt pingeallikast, säilitab väljundis määratud vooluparameetrid, kuid pinge võimsus võib varieeruda

Järeldusi tehes võime öelda, et kvaliteetne muundur varustab koormust nimivooluga ka pinge langedes. Vastavalt sellele põlevad 2 V või 3 V dioodikristallid, mille vool on 300 mA, vähendatud pingega võrdselt eredalt.

Konverteri eristavad omadused

Üks olulisemaid näitajaid on koormuse all edastatav võimsus. Ärge koormake seadet üle ja püüdke saavutada parimaid võimalikke tulemusi.

Vale kasutamine aitab kaasa mitte ainult vaatamismehhanismi, vaid ka LED-kiipide kiirele rikkele.

Peamised tööd mõjutavad tegurid on järgmised:

• monteerimisprotsessis kasutatavad koostisosad;
• kaitseaste (IP);
• minimaalsed ja maksimaalsed väärtused sisendis ja väljundis;
• tootja.

Kaasaegsed muundurite mudelid on toodetud mikroskeemide baasil ja kasutavad impulsi laiuse muundamise (PWM) tehnoloogiat.

Toiteallika töötamise ajal on väljundpinge reguleerimiseks kasutusele võetud impulsi laiuse modulatsiooni meetod, kusjuures väljundis hoitakse sama tüüpi voolu kui sisendis.

Selliseid seadmeid iseloomustab kõrge kaitsetase lühiste, võrgu ülekoormuste eest ning neil on ka suurenenud tõhusus.

Voolumuunduri valimise reeglid

LED-lambi muunduri ostmiseks peaksite võtit uurima seadme omadused. Tasub loota väljundpingele, nimivoolule ja väljundvõimsusele.

LED võimsus

Alustuseks analüüsime väljundpinget, mis sõltub mitmest tegurist:

• pingekadude väärtus kristallide P-N ristmikel;
• valgusdioodide arv ahelas;
• ühendusskeem.

Nimivoolu parameetreid saab määrata tarbijale iseloomulike tunnuste, nimelt LED-elementide võimsuse ja nende heledusastme järgi.

See indikaator mõjutab kristallide tarbitavat voolu, mille vahemik sõltub vajalikust heledusest. Konverteri ülesanne on varustada neid elemente vajaliku energiahulgaga.

Väljundpinge väärtus peab olema suurem või identne elektriahela igale plokile kulutatud energia koguhulgaga

Seadme võimsus sõltub iga LED-elemendi tugevusest, nende värvist ja kogusest.

Tarbitud energia arvutamiseks kasutage järgmist valemit:

P_H =P_LED *N,

Kus

• P_LED – ühe dioodi tekitatud elektrikoormus,
• N on kristallide arv ahelas.

Saadud näitajad ei tohiks olla väiksemad kui juhi võimsus. Nüüd on vaja kindlaks määrata vajalik nimiväärtus.

Seadme maksimaalne võimsus

Samuti tuleb arvestada, et muunduri stabiilse töö tagamiseks peavad selle nimiväärtused ületama saadud P väärtust 20-30%._H.

Seega on valem järgmine:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

kus P_max — toiteallika nimivõimsus.

Koormustugevus sõltub lisaks plaadi võimsusele ja tarbijate arvule ka tarbija värviteguritest. Sama vooluga, sõltuvalt varjust, on neil erinevad pingelangud.

LED-lambi draiver peab andma maksimaalse heleduse tagamiseks vajaliku voolu. Seadme valimisel peab ostja meeles pidama, et võimsus peab olema suurem, kui kõik LED-id kasutavad

Võtame näiteks Ameerika firma Cree LED-id XP-E liinilt punaselt.

Nende omadused on järgmised:

• pingelang 1,9-2,4 V;
• vool 350 mA;
• keskmine voolutarve 750 mW.

Sama vooluga rohelisel analoogil on täiesti erinevad näitajad: kaod P-N-ristmikel on 3,3–3,9 V ja võimsus 1,25 W.

Sellest lähtuvalt võime teha järeldused: 10 W võimsusega draiverit kasutatakse kaheteistkümne punase või kaheksa rohelise kristalli toiteks.

LED ühendusskeem

Draiveri valik tuleks teha pärast LED-tarbijate ühendusskeemi kindlaksmääramist. Kui ostate esmalt valgusdioodid ja seejärel valite neile muunduri, kaasnevad selle protsessiga palju raskusi.

Seadme leidmiseks, mis tagab antud ühendusskeemiga täpselt sellise arvu tarbijate töö, peate kulutama palju aega.

Toome näite kuue tarbijaga. Nende pingekadu on 3 V, voolutarve 300 mA. Nende ühendamiseks võite kasutada ühte meetoditest ja igal üksikjuhul erinevad toiteallika nõutavad parameetrid.

Vahelduvdioodide puuduseks on vajadus kõrgema pingega toiteallika järele, kui vooluringis on palju kristalle

Meie puhul on järjestikku ühendamisel vaja 18 V seadet vooluga 300 mA. Selle meetodi peamine eelis on see, et kogu liini läbib sama võimsus ja vastavalt põlevad kõik dioodid identse heledusega.

Tarbijate paralleelse paigutuse puuduseks on iga ahela heleduse erinevus. See negatiivne nähtus ilmneb dioodi parameetrite hajumise tõttu iga liini läbiva voolu erinevuste tõttu.

Kui kasutatakse paralleelset paigutust, piisab 9 V muunduri kasutamisest, kuid tarbitav vool kahekordistub võrreldes eelmise meetodiga.

Kahe dioodi järjestikuse paigutuse meetodit ei saa kasutada rühma kuuluvate kristallide arvu muutumisega - 3 või enam. Sellised piirangud on tingitud asjaolust, et ühte elementi võib läbida liiga palju voolu ja see loob kogu vooluahela rikke tõenäosuse

Kui kahe LED-i paari moodustamisel kasutatakse järjestikust meetodit, kasutatakse sarnase jõudlusega draiverit nagu eelmisel juhul. Sel juhul on valgustuse heledus ühtlane.

Kuid isegi siin on mõned negatiivsed nüansid: kui rühmale antakse toide, võib üks LED-idest avaneda kiiremini kui teine ​​​​ja vastavalt sellele voolab läbi selle nimiväärtusest kaks korda suurem vool.

Paljud liigid LED-id kodu valgustamiseks on mõeldud sellisteks lühiajalisteks hüpeteks, kuid see meetod on vähem populaarne.

Draiverite tüübid seadme tüübi järgi

Seadmed, mis muudavad 220 V võimsuse LED-ide jaoks vajalikeks indikaatoriteks, jagunevad tinglikult kolme kategooriasse: elektroonilised; kondensaatorite baasil; hämardatav.

Valgustustarvikute turgu esindavad väga erinevad draiverite mudelid, peamiselt Hiina tootjatelt. Ja hoolimata madalast hinnaklassist saate nende seadmete hulgast valida väga korraliku variandi. Tähelepanu tuleks pöörata aga garantiikaardile, sest... Kõik esitatud tooted ei ole vastuvõetava kvaliteediga.

Seadme elektrooniline vaade

Ideaalis peaks elektrooniline muundur olema varustatud transistoriga. Selle ülesandeks on juhtimismikrolülituse mahalaadimine. Pulsatsiooni võimalikult suureks kõrvaldamiseks või tasandamiseks on väljundisse paigaldatud kondensaator.

Seda tüüpi seade kuulub kallis kategooriasse, kuid see on võimeline stabiliseerima voolu kuni 750 mA, mida liiteseadistused ei suuda.

Uusimad draiverid paigaldatakse peamiselt E27 pesaga lambipirnidele. Erandiks reeglist on Gauss GU5.3 tooted. Need on varustatud trafota muunduriga. Nende pulsatsiooniaste ulatub aga mitmesaja Hz-ni

Pulseerimine pole muundurite ainus puudus. Teist võib nimetada elektromagnetilisteks häireteks kõrgsagedusalas (HF). Seega, kui lambiga ühendatud pistikupessa on ühendatud muud elektriseadmed, näiteks raadio, võite oodata häireid digitaalsete FM-sageduste, televiisori, ruuteri jms vastuvõtmisel.

Kvaliteetse seadme valikulisel seadmel peab olema kaks kondensaatorit: üks on elektrolüütiline lainetuse tasandamiseks, teine ​​keraamiline RF-i vähendamiseks.Sellist kombinatsiooni leiab aga harva, eriti Hiina toodetest rääkides.

Need, kellel on sellistes elektriahelates üldkontseptsioonid, saavad iseseisvalt valida elektroonilise muunduri väljundparameetrid, muutes takistite väärtust

Tänu oma kõrgele efektiivsusele (kuni 95%) sobivad sellised mehhanismid võimsatele seadmetele, mida kasutatakse erinevates valdkondades, näiteks autode häälestamiseks, tänavavalgustuseks, majapidamises kasutatavatele LED-allikatele.

Kondensaatoripõhine toiteallikas

Liigume nüüd edasi vähem populaarsete seadmete juurde – need, mis põhinevad kondensaatoritel. Peaaegu kõik seda tüüpi draivereid kasutavad odavad LED-lampide ahelad on sarnaste omadustega.

Tootja muudatuste tõttu tehakse neid aga muudatusi, näiteks eemaldatakse mõni vooluringi element. Eriti sageli on see osa üks kondensaatoritest - siluv.

Tänu turu kontrollimatule täitumisele odavate ja ebakvaliteetsete kaupadega võivad kasutajad lampides “tunnetada” sajaprotsendilist pulsatsiooni. Isegi ilma nende konstruktsiooni süvenemata võime öelda, et silumiselement on vooluringist eemaldatud

Sellistel mehhanismidel on ainult kaks eelist: neid saab ise kokku panna ja nende efektiivsus on sada protsenti, kuna kaod tekivad ainult p-n ristmikel ja takistustel.

Negatiivseid aspekte on sama palju: madal elektriohutus ja kõrge pulsatsiooniaste. Teine puudus on umbes 100 Hz ja see tekib vahelduvpinge alaldamise tulemusena. GOST määrab lubatud pulsatsiooni normiks 10-20%, sõltuvalt ruumi eesmärgist, kuhu valgustusseade on paigaldatud.

Ainus viis selle puuduse leevendamiseks on valida õige nimiväärtusega kondensaator. Kuid te ei tohiks loota probleemi täielikule kõrvaldamisele - selline lahendus võib ainult puhangute intensiivsust tasandada.

Hämardatavad voolumuundurid

Dimmer draiverid jaoks hämardatavad LED-pirnid võimaldab teil muuta sissetuleva ja väljamineva voolu indikaatoreid, vähendades või suurendades samal ajal dioodide poolt kiiratava valguse heledust.

Ühendusmeetodeid on kaks:

• esimene hõlmab pehmet käivitamist;
• teine ​​on impulss.

Mõelge CPC9909 kiibil põhinevate hämardatavate draiverite tööpõhimõttele, mida kasutatakse LED-ahelate, sealhulgas suure heledusega vooluahelate reguleerimisseadmena.

CPC9909 standardühenduse skeem 220 V toiteallikaga.Skeemi juhiste järgi on võimalik juhtida üht või mitut võimsat tarbijat

Pehme käivituse ajal tagab draiveriga mikroskeem dioodide järkjärgulise sisselülitamise koos kasvava heledusega. See protsess hõlmab kahte LD-tihvtiga ühendatud takistit, mis on loodud sujuvaks hämardamiseks. Nii saavutatakse oluline ülesanne – LED-elementide kasutusea pikendamine.

Sama väljund tagab ka analoogregulatsiooni - 2,2 kOhm takisti asendatakse võimsama muutuva analoogiga - 5,1 kOhm. Sel viisil saavutatakse väljundpotentsiaali sujuv muutus.

Teise meetodi kasutamine hõlmab ristkülikukujuliste impulsside andmist PWMD madala sagedusega väljundisse. Sel juhul kasutatakse kas mikrokontrollerit või impulssgeneraatorit, mis on tingimata eraldatud optroni abil.

Kas eluasemega või ilma?

Draiverid on saadaval korpusega või ilma.Esimene võimalus on kõige tavalisem ja kallim. Sellised seadmed on kaitstud niiskuse ja tolmuosakeste eest.

Teist tüüpi seadmeid kasutatakse varjatud paigaldamiseks ja vastavalt sellele on need odavad.

Kõiki esitletavaid seadmeid saab toita 12 V või 220 V võrgust Vaatamata asjaolule, et avatud raamiga mudelitel on hinnas kasu, jäävad need mehhanismi ohutuse ja töökindluse osas oluliselt maha.

Igaüks neist erineb töötamise ajal lubatud temperatuuri poolest - seda tuleb ka valimisel arvestada.

Klassikaline juhi ahel

LED-toiteallika iseseisvaks kokkupanekuks tegeleme kõige lihtsama impulss-tüüpi seadmega, millel puudub galvaaniline isolatsioon. Seda tüüpi vooluringide peamine eelis on lihtne ühendus ja usaldusväärne töö.

220 V muunduri ahel on esitatud lülitustoiteallikana. Kokkupanemisel tuleb järgida kõiki elektriohutuse eeskirju, kuna vooluvõimsusel pole piiranguid

Sellise mehhanismi skeem koosneb kolmest peamisest kaskaadipiirkonnast:

1. Mahtuvuslik pingeeraldaja.
2. Alaldi.
3. Ülepingekaitsed.

Esimene sektsioon on takistiga kondensaatori C1 vahelduvvoolu takistus. Viimane on vajalik ainult inertse elemendi iselaadimiseks. See ei mõjuta vooluringi tööd.

Takisti nimiväärtus võib olla vahemikus 100 kOhm-1 Mohm, võimsusega 0,5-1 W. Kondensaator peab olema elektrolüütiline ja selle efektiivne amplituudi pinge väärtus on 400-500 V

Kui genereeritud poollaine pinge läbib kondensaatorit, voolab vool, kuni plaadid on täielikult laetud. Mida väiksem on mehhanismi võimsus, seda vähem aega kulub selle täielikuks laadimiseks.

Näiteks seade, mille maht on 0,3-0,4 μF, laetakse 1/10 poollaine perioodi jooksul, st seda lõiku läbib vaid kümnendik läbivast pingest.

Selle lõigu sirgendamine toimub Graetzi skeemi järgi. Dioodsild valitakse nimivoolu ja pöördpinge alusel. Sel juhul ei tohiks viimane väärtus olla väiksem kui 600 V

Teine etapp on elektriseade, mis muundab (alaldab) vahelduvvoolu pulseerivaks vooluks. Seda protsessi nimetatakse täislaineks. Kuna üks poollaine osa on kondensaatoriga silutud, on selle sektsiooni väljundis alalisvool 20-25 V.

Kuna LED-toiteallikas ei tohiks ületada 12 V, tuleb ahela jaoks kasutada stabiliseerivat elementi. Sel eesmärgil võetakse kasutusele mahtuvuslik filter. Näiteks võite kasutada mudelit L7812

Kolmas etapp töötab siluva stabiliseeriva filtri - elektrolüütkondensaatori - baasil. Selle mahtuvuslike parameetrite valik sõltub koormuse tugevusest.

Kuna kokkupandud ahel kordab oma tööd kohe, ei saa te paljaid juhtmeid puudutada, kuna juhitav vool ulatub kümnete ampriteni - liinid isoleeritakse kõigepealt.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Videos kirjeldatakse üksikasjalikult kõiki raskusi, millega raadioamatöör võimsate LED-lampide muunduri valimisel kokku puutuda:

Muundurseadme elektriahelaga iseseisva ühendamise põhijooned:

Samm-sammulised juhised, mis kirjeldavad LED-draiveri kokkupanemise protsessi oma kätega improviseeritud vahenditega:

Vaatamata kümnete tuhandete tundide pikkusele LED-lampide katkematule tööle, mille tootja on deklareerinud, on palju tegureid, mis neid näitajaid oluliselt vähendavad.

Draiverid on loodud kõigi elektrisüsteemi vooluhüpete silumiseks. Pärast kõigi vajalike parameetrite arvutamist tuleb nende valikule või isemontaažile läheneda vastutustundlikult.

Rääkige meile, kuidas valisite LED-lambi jaoks draiveri. Jagage oma argumente ja viise, kuidas stabiliseerida dioodvalgustusseadme pingevarustust. Jätke kommentaarid allolevasse plokki, esitage küsimusi, postitage artikli teemal fotosid.