Sådan vælger du en LED-lampedriver: typer, formål + tilslutningsfunktioner

LED-lamper er blevet udbredt, som et resultat af, at den aktive produktion af sekundære strømforsyninger er begyndt.LED-lampedriveren er i stand til stabilt at opretholde de specificerede strømværdier ved enhedens output og stabilisere spændingen, der passerer gennem diodekæden.

Vi vil fortælle dig alt om typerne og principperne for drift af en strømkonverteringsenhed til drift af en diodepære. Vores artikel giver retningslinjer for valg af driver og giver nyttige anbefalinger. Uafhængige hjemmeelektrikere vil finde tilslutningsdiagrammer bevist i praksis.

Formål og anvendelsesområde

Diodekrystaller består af to halvledere - anode (plus) og katode (minus), som er ansvarlige for transformationen af ​​elektriske signaler. Et område har P-type ledningsevne, det andet - N. Når en strømkilde er tilsluttet, vil der strømme strøm gennem disse elementer.

På grund af denne polaritet skynder elektroner fra P-type-zonen til N-type-zonen, og vice versa, ladninger fra punkt N-rush til P. Hver sektion af regionen har dog sine egne grænser, kaldet P-N-kryds. På disse steder mødes partikler og bliver gensidigt absorberet eller rekombineret.

En diode er et halvlederelement og har kun én p-n-forbindelse. Af denne grund er den vigtigste egenskab, der bestemmer lysstyrken af ​​deres glød, ikke spænding, men strøm

Under P-N overgange falder spændingen med et vist antal volt, altid det samme for hvert element i kredsløbet. Under hensyntagen til disse værdier stabiliserer driveren den indkommende strøm og producerer en konstant værdi ved udgangen.

Hvilken strøm der kræves, og hvilke værdier af tab under P-N passage er angivet i passet til LED-enheden. Derfor, hvornår at vælge en diode pære det er nødvendigt at tage højde for strømforsyningens parametre, hvis rækkevidde skal være tilstrækkelig til at kompensere for tabt energi.

For at højeffekt-LED'er skal fungere i den tid, der er angivet i egenskaberne, kræves der en stabiliseringsenhed - en driver. Kroppen af ​​den elektroniske mekanisme viser altid sin udgangsspænding

Strømforsyninger med spændinger fra 10 til 36 V bruges til at udstyre belysningsenheder.

Udstyret kan være af forskellige typer:

• forlygter til biler, cykler, motorcykler osv.;
• små bærbare lamper eller gadelamper;
• led strips, bånd, loftslamper og moduler.

Dog for laveffekt LED'er, og også i tilfælde af brug af konstant spænding er det tilladt ikke at bruge drivere. I stedet tilføjes en modstand til kredsløbet, også drevet fra et 220 V netværk.

Driftsprincip for strømforsyningen

Lad os finde ud af, hvad forskellene er mellem en spændingskilde og en strømforsyning. Som et eksempel kan du overveje diagrammet nedenfor.

Ved at tilslutte en 40 ohm modstand til en 12 V strømkilde vil en strøm på 300 mA strømme gennem den (figur A). Når en anden modstand er forbundet parallelt med kredsløbet, vil strømværdien være 600 mA (B). Spændingen vil dog forblive uændret.

På trods af tilslutning af to modstande til strømkilden, vil den anden skabe en konstant spænding ved udgangen, fordi den under ideelle forhold ikke er underlagt belastningen

Lad os nu se på, hvordan værdierne ændres, hvis modstande er forbundet til strømforsyningen i kredsløbet. På samme måde introducerer vi en 40 Ohm rheostat med en 300 mA driver. Sidstnævnte skaber en spænding på 12 V på den (kredsløb B).

Hvis kredsløbet består af to modstande, er strømværdien uændret, og spændingen vil være 6 V (G).

Driveren, i modsætning til spændingskilden, opretholder de specificerede strømparametre ved udgangen, men spændingseffekten kan variere

Ved at drage konklusioner kan vi sige, at en konverter af høj kvalitet forsyner belastningen med den nominelle strøm, selv når spændingen falder. Derfor vil diodekrystaller med 2 V eller 3 V og en strøm på 300 mA brænde lige meget med en reduceret spænding.

Omformerens karakteristiske egenskaber

En af de vigtigste indikatorer er den transmitterede effekt under belastning. Overbelast ikke enheden, og prøv at få de bedst mulige resultater.

Forkert brug bidrager til den hurtige fejl i ikke kun visningsmekanismen, men også LED-chipsene.

De vigtigste faktorer, der påvirker arbejdet omfatter:

• bestanddele, der anvendes i samlingsprocessen;
• grad af beskyttelse (IP);
• minimums- og maksimumværdier ved input og output;
• fabrikant.

Moderne modeller af omformere er produceret på basis af mikrokredsløb og bruger pulsbreddekonvertering (PWM) teknologi.

Under drift af strømforsyningen er der indført en pulsbreddemodulationsmetode til regulering af udgangsspændingen, mens den samme slags strøm opretholdes ved udgangen som ved indgangen

Sådanne enheder er kendetegnet ved en høj grad af beskyttelse mod kortslutninger, netværksoverbelastninger og har også øget effektivitet.

Regler for valg af strømomformer

For at købe en LED-lampekonverter bør du studere nøglen enhedens egenskaber. Det er værd at stole på udgangsspændingen, nominel strøm og udgangseffekt.

LED strøm

Lad os først analysere udgangsspændingen, som er underlagt flere faktorer:

• værdien af ​​spændingstab ved krystallernes P-N-kryds;
• antal lysdioder i kæden;
• tilslutningsdiagram.

Parametrene for den nominelle strøm kan bestemmes af forbrugerens karakteristiske egenskaber, nemlig styrken af ​​LED-elementerne og graden af ​​deres lysstyrke.

Denne indikator vil påvirke den strøm, der forbruges af krystallerne, hvis rækkevidde varierer baseret på den nødvendige lysstyrke. Omformerens opgave er at forsyne disse elementer med den nødvendige mængde energi.

Udgangsspændingsværdien skal være større end eller identisk med den samlede mængde energi, der bruges på hver blok i det elektriske kredsløb

Enhedens kraft afhænger af styrken af ​​hvert LED-element, deres farve og mængde.

For at beregne det forbrugte energi, brug følgende formel:

P_H =P_LED *N,

Hvor

• P_LED – elektrisk belastning skabt af en diode,
• N er antallet af krystaller i kæden.

De opnåede indikatorer bør ikke være mindre end førerens effekt. Nu er det nødvendigt at bestemme den krævede nominelle værdi.

Enhedens maksimale effekt

Det skal også tages i betragtning, at for at sikre stabil drift af konverteren skal dens nominelle værdier overstige den opnåede P-værdi med 20-30%._H.

Formlen har således formen:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

hvor P_max — strømforsyningens mærkeeffekt.

Ud over strømmen og antallet af forbrugere på brættet er belastningsstyrken også underlagt forbrugerens farvefaktorer. Med den samme strøm, afhængigt af nuancen, har de forskellige spændingsfald.

Driveren til LED-lampen skal levere den mængde strøm, der er nødvendig for at sikre maksimal lysstyrke. Ved valg af enhed skal køber huske på, at effekten skal være større end hvad alle lysdioder bruger

Lad os for eksempel tage lysdioder fra det amerikanske firma Cree fra XP-E-linjen i rødt.

Deres egenskaber er som følger:

• spændingsfald 1,9-2,4 V;
• strøm 350 mA;
• gennemsnitligt strømforbrug 750 mW.

En grøn analog ved samme strøm vil have helt forskellige indikatorer: tab ved P-N-kryds er 3,3-3,9 V, og effekten er 1,25 W.

Derfor kan vi drage konklusioner: En driver vurderet til 10 W bruges til at drive tolv røde krystaller eller otte grønne.

LED tilslutningsdiagram

Valget af driver skal foretages efter bestemmelse af tilslutningsdiagrammet for LED-forbrugere. Hvis du først køber lysdioder og derefter vælger en konverter til dem, vil denne proces blive ledsaget af en masse vanskeligheder.

For at finde en enhed, der sikrer driften af ​​præcis dette antal forbrugere med et givet forbindelsesdiagram, skal du bruge meget tid.

Lad os give et eksempel med seks forbrugere. Deres spændingstab er 3 V, strømforbruget er 300 mA. For at forbinde dem kan du bruge en af ​​metoderne, og i hvert enkelt tilfælde vil de nødvendige parametre for strømforsyningen være forskellige.

Ulempen ved vekseldioder er behovet for en højere spændingsstrømforsyning, hvis der er mange krystaller i kredsløbet

I vores tilfælde, når den er forbundet i serie, kræves en 18 V-enhed med en strøm på 300 mA. Den største fordel ved denne metode er, at den samme effekt passerer gennem hele linjen, og derfor brænder alle dioder med identisk lysstyrke.

Ulempen ved parallel placering af forbrugere er forskellen i lysstyrken af ​​hver kæde. Dette negative fænomen opstår på grund af spredning af diodeparametre på grund af forskelle mellem strømmen, der passerer gennem hver linje

Hvis der anvendes parallel placering, er det nok at bruge en 9 V konverter, dog vil den forbrugte strøm blive fordoblet i forhold til den tidligere metode.

Metoden til sekventiel arrangement af to dioder kan ikke bruges med en ændring i antallet af krystaller inkluderet i gruppen - 3 eller mere. Sådanne begrænsninger skyldes det faktum, at for meget strøm kan passere gennem et element, og dette skaber sandsynligheden for fejl i hele kredsløbet

Hvis en sekventiel metode bruges med dannelse af par af to LED'er, bruges en driver med lignende ydeevne som i det foregående tilfælde. I dette tilfælde vil lysstyrken af ​​belysningen være ensartet.

Men selv her er der nogle negative nuancer: Når der leveres strøm til gruppen, på grund af variationen i karakteristika, kan en af ​​LED'erne åbne hurtigere end den anden, og følgelig vil en strøm dobbelt så stor som den nominelle værdi strømme gennem den.

Mange typer LED til hjemmebelysning er designet til sådanne kortsigtede spring, men denne metode er mindre populær.

Typer af drivere efter enhedstype

Enheder, der konverterer 220 V strøm til de nødvendige indikatorer for LED'er, er konventionelt opdelt i tre kategorier: elektronisk; baseret på kondensatorer; dæmpbar.

Markedet for belysningstilbehør er repræsenteret af en lang række drivermodeller, hovedsageligt fra kinesiske producenter. Og på trods af den lave prisklasse kan du vælge en meget anstændig mulighed fra disse enheder. Du skal dog være opmærksom på garantibeviset, fordi... Ikke alle præsenterede produkter er af acceptabel kvalitet.

Elektronisk visning af enheden

Ideelt set bør den elektroniske konverter være udstyret med en transistor. Dens rolle er at aflæse kontrolmikrokredsløbet. For at eliminere eller udjævne krusning så meget som muligt, er en kondensator monteret ved udgangen.

Denne type enhed hører til den dyre kategori, men den er i stand til at stabilisere strøm op til 750 mA, hvilket ballastmekanismer ikke er i stand til.

De nyeste drivere er hovedsageligt installeret på pærer med E27 fatning. En undtagelse fra reglen er Gauss GU5.3 produkter. De er udstyret med en transformerløs konverter. Imidlertid når graden af ​​pulsering i dem flere hundrede Hz

Pulsering er ikke den eneste ulempe ved konvertere. Den anden kan kaldes elektromagnetisk interferens i højfrekvensområdet (HF). Så hvis andre elektriske apparater er tilsluttet til stikkontakten tilsluttet lampen, for eksempel en radio, kan du forvente interferens ved modtagelse af digitale FM-frekvenser, fjernsyn, router osv.

Den valgfri enhed af en kvalitetsenhed skal have to kondensatorer: den ene er elektrolytisk for at udjævne krusninger, den anden er keramisk for at reducere RF.En sådan kombination kan dog sjældent findes, især når man taler om kinesiske produkter.

De, der har generelle koncepter i sådanne elektriske kredsløb, kan uafhængigt vælge outputparametrene for den elektroniske konverter ved at ændre værdien af ​​modstandene

På grund af deres høje effektivitet (op til 95%) er sådanne mekanismer velegnede til kraftige enheder, der bruges på forskellige områder, for eksempel til biltuning, gadebelysning og husholdnings LED-kilder.

Kondensatorbaseret strømforsyning

Lad os nu gå videre til mindre populære enheder - dem, der er baseret på kondensatorer. Næsten alle billige LED-lampekredsløb, der bruger denne type driver, har lignende egenskaber.

Men på grund af ændringer fra producenten gennemgår de ændringer, for eksempel fjernelse af et kredsløbselement. Især ofte er denne del en af ​​kondensatorerne - en udjævning.

På grund af den ukontrollerede fyldning af markedet med billige varer af lav kvalitet, kan brugerne "føle" hundrede procent pulsering i lamperne. Selv uden at dykke ned i deres design, kan vi sige, at udjævningselementet er blevet fjernet fra kredsløbet

Sådanne mekanismer har kun to fordele: de er tilgængelige til selvmontering, og deres effektivitet er lig med hundrede procent, da tab kun vil forekomme ved p-n-kryds og modstande.

Der er det samme antal negative aspekter: lav elektrisk sikkerhed og høj grad af pulsering. Den anden ulempe er omkring 100 Hz og dannes som følge af ensretning af vekselspændingen. GOST angiver en norm for tilladt pulsering på 10-20%, afhængigt af formålet med det rum, hvor belysningsenheden er installeret.

Den eneste måde at afbøde denne ulempe er at vælge en kondensator med den korrekte rating. Du bør dog ikke regne med helt at eliminere problemet - en sådan løsning kan kun udjævne intensiteten af ​​udbruddene.

Dæmpbare strømomformere

Dimmer drivere til dæmpbare LED-pærer giver dig mulighed for at ændre de indgående og udgående strømindikatorer, mens du reducerer eller øger graden af ​​lysstyrke af lyset, der udsendes af dioderne.

Der er to tilslutningsmetoder:

• den første involverer en blød start;
• det andet er impuls.

Overvej driftsprincippet for dæmpbare drivere baseret på CPC9909-chippen, der bruges som en reguleringsenhed til LED-kredsløb, inklusive dem med høj lysstyrke.

Diagram over standardtilslutning af CPC9909 med 220 V strømforsyning I henhold til den skematiske vejledning er det muligt at styre en eller flere kraftige forbrugere

Under en blød start sikrer mikrokredsløbet med driveren gradvis tænding af dioderne med stigende lysstyrke. Denne proces involverer to modstande forbundet til LD-stiften, designet til at udføre opgaven med jævn dæmpning. Sådan opnås en vigtig opgave – forlængelse af levetiden for LED-elementer.

Samme udgang giver også analog regulering - 2,2 kOhm-modstanden er erstattet med en kraftigere variabel analog - 5,1 kOhm. På denne måde opnås en jævn ændring i outputpotentialet.

Anvendelsen af ​​den anden metode involverer levering af rektangulære impulser til lavfrekvente output af PWMD. I dette tilfælde bruges enten en mikrocontroller eller en impulsgenerator, som nødvendigvis er adskilt af en optokobler.

Med eller uden bolig?

Drivere fås med eller uden hus.Den første mulighed er den mest almindelige og dyrere. Sådanne enheder er beskyttet mod fugt og støvpartikler.

Enheder af den anden type bruges til skjult installation og er derfor billige.

Alle præsenterede enheder kan strømforsynes fra et 12 V eller 220 V-netværk. På trods af det faktum, at åbne-frame-modeller har fordele i pris, halter de betydeligt bagud med hensyn til sikkerhed og pålidelighed af mekanismen

Hver af dem adskiller sig i den tilladte temperatur under drift - dette skal også tages i betragtning ved valg.

Klassisk driver kredsløb

For selvstændigt at samle en LED-strømforsyning, vil vi beskæftige os med den enkleste puls-type enhed, der ikke har galvanisk isolation. Den største fordel ved denne type kredsløb er enkel forbindelse og pålidelig drift.

220 V-omformerkredsløbet er præsenteret som en koblingsstrømforsyning. Ved montering skal alle elektriske sikkerhedsregler overholdes, da der ikke er nogen grænser for strømudgangen

Ordningen for en sådan mekanisme er sammensat af tre hovedkaskadeområder:

1. Kapacitiv spændingsadskiller.
2. Ensretter.
3. Overspændingsbeskyttere.

Den første sektion er modstanden til vekselstrøm på kondensator C1 med en modstand. Sidstnævnte kræves udelukkende til selvopladning af det inaktive element. Det påvirker ikke driften af ​​kredsløbet.

Den nominelle værdi af modstanden kan være i området 100 kOhm-1 Mohm, med en effekt på 0,5-1 W. Kondensatoren skal være elektrolytisk, og dens effektive amplitudespændingsværdi er 400-500 V

Når den genererede halvbølgespænding passerer gennem kondensatoren, flyder strømmen, indtil pladerne er fuldt opladede. Jo mindre kapaciteten af ​​mekanismen er, jo mindre tid vil det tage at oplade den helt.

For eksempel oplades en enhed med et volumen på 0,3-0,4 μF i løbet af 1/10 af halvbølgeperioden, det vil sige, at kun en tiendedel af den passerende spænding vil passere gennem denne sektion.

Udretningsprocessen i dette afsnit udføres i henhold til Graetz-skemaet. Diodebroen vælges ud fra den nominelle strøm og omvendt spænding. I dette tilfælde bør den sidste værdi ikke være mindre end 600 V

Det andet trin er en elektrisk enhed, der omdanner (ensretter) vekselstrøm til pulserende strøm. Denne proces kaldes fuldbølge. Da en del af halvbølgen er blevet udjævnet af en kondensator, vil udgangen af ​​denne sektion have en jævnstrøm på 20-25 V.

Da LED-strømforsyningen ikke bør overstige 12 V, skal der anvendes et stabiliserende element til kredsløbet. Til dette formål indføres et kapacitivt filter. For eksempel kan du bruge model L7812

Det tredje trin fungerer på basis af et udjævnende stabiliseringsfilter - en elektrolytisk kondensator. Valget af dets kapacitive parametre afhænger af belastningsstyrken.

Da det samlede kredsløb gengiver sin drift med det samme, kan du ikke røre de bare ledninger, da den ledende strøm når titusvis af ampere - linjerne isoleres først.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Alle de vanskeligheder, som en radioamatør kan støde på, når de vælger en konverter til kraftige LED-lamper, er beskrevet detaljeret i videoen:

Nøglefunktioner ved uafhængig tilslutning af en konverterenhed til et elektrisk kredsløb:

Trin-for-trin instruktioner, der beskriver processen med at samle en LED-driver med egne hænder ved hjælp af improviserede midler:

På trods af de titusindvis af timers uafbrudt drift af LED-lamper, der er erklæret af producenten, er der mange faktorer, der væsentligt reducerer disse indikatorer.

Drivere er designet til at udjævne alle strømspring i det elektriske system. Deres valg eller selvsamling skal kontaktes ansvarligt efter beregning af alle de nødvendige parametre.

Fortæl os om, hvordan du valgte driveren til LED-pæren. Del dine argumenter og måder at stabilisere spændingsforsyningen til en diodebelysningsenhed. Efterlad kommentarer i blokken nedenfor, stil spørgsmål, post fotografier om emnet for artiklen.