16 января, 2021

Как подобрать драйвер светодиодной лампы: виды, назначение + особенности подключения

LED светильники получили глобальное распространение, благодаря чему началось активное производство вторичных источников питания.

Драйвер светодиодной лампы способен стабильно поддерживать заданные значения тока на выходе устройства, стабилизируя напряжение, проходящее через цепочку диодов.

Назначение и область применения

Диодные кристаллы состоят из 2-ух полупроводников – анода (плюс) и катода (минус), которые и отвечают за трансформацию электросигналов. Одна область имеет проводимость P-вида, вторая – N.

При подсоединении источника питания через такие элементы потечет ток. За счёт такой полярности электроны из зоны P-типа устремляются в территорию N-типа, и наоборот, заряды из точки N устремятся к Р.

Но каждый раздел области имеет собственные границы, называющиеся P-N переходами. На данных участках частицы встречаются и взаимопоглощаются или рекомбинируются.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Диод относится к изделиям из полупроводниковых материалов и владеет лишь одним p-n переходом. Благодаря этому, основной характеристикой, определяющей степень яркости их свечения, считается не напряжение, а ток

Во время P-N переходов напряжение уменьшается на некоторое количество вольт, всегда одинаковое для любого элемента цепи. Если учитывать эти значения, драйвер стабилизирует показатели входящего тока и образовывает на выходе постоянную величину.

Какая требуется мощность и какие значения потерь при P-N прохождении отмечаются в паспорте светодиодного прибора.

Благодаря этому во время выбора нужно брать во внимание параметры трансформатора, диапазон которых должен быть оптимальным для компенсации утраченной энергии.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Для того, дабы мощные светоизлучающие диоды отработали указанное в характеристиках время, требуется стабилизирующее приспособление – драйвер. На корпусе электронного механизма всегда показано его анодное напряжение

Блоки питания с напряжением от 10 до 36 В используются для оснащения источников освещения. Техника может быть самых разных видов:

  • фары автомобилей, велосипедов, байков и т. д.;
  • маленькие переносные или фонари для улицы;
  • светодиодные линейки, ленты и модули.

Но для маломощных светоизлучающих диодов, а также на случай применения непрерывного напряжения, драйверы допускается не использовать. Взамен них в схему вносится резистор, также питающийся от сети 220 В.

Рабочий принцип трансформатора

Попытаемся разобраться, в чем же состоят отличия между источником напряжения и блоком питания. Как пример рассмотрим схему, изображенную ниже.

Подключив к источнику питания 12 В резистор на 40 Ом, через него будет проходить ток в 300 мА (рисунок А). При параллельном включении в цепь второго резистора значение тока будет составлять – 600 мА (Б). Однако напряжение будет постоянным.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Не обращая внимания на подключение 2-ух резисторов к источнику питания, второй на выходе будет создавать постоянное напряжение, т. к. при хороших условиях не подчиняется нагрузке

Сейчас рассмотрим, как изменятся значения, если в схеме будут подключены резисторы к блоку питания. Таким образом вводим реостат 40 Ом с драйвером 300 мА. Последний делает на нем напряжение в 12 В (схема В).

Если же цепь составлена из 2-ух резисторов, то величина электрического тока неизменна, а напряжение будет составлять 6 В (Г).

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Драйвер в отличии от источника напряжения поддерживает на выходе необходимые параметры тока, однако мощность напряжения может изменяться

Делая выводы, необходимо заявить, что хороший преобразователь поставляет нагрузке минимальный ток даже при падении напряжения. Исходя из этого, кристаллы диодов на 2 В или на 3 В и током на 300 мА будут гореть одинаково ярко со сниженным напряжением.

Характерные характеристики преобразователя

Один из самых ключевых показателей – передаваемая мощность под нагрузкой. Приспособление нельзя перегружать и пытаться получить максимально допустимые результаты.

Ошибочное применение содействует быстрой поломке не только обзорного механизма, но и LED чипов. К основным факторам, оказывающим влияние на работу, относятся:

  • составляющие детали, используемые в сборочном процессе;
  • защитная степень (IP);
  • самые маленькие и самые большие значения при входе и выходе;
  • изготовитель.

Самые новые модели преобразователей выпускаются на базе микросхем и используют технологию широтно-импульсных преобразований (ШИМ).

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Во время работы трансформатора для регулирования величины выходящего напряжения внедрен способ широтно-импульсной модуляции, при этом на выходе сберегается подобный род тока, что и при входе

Данные устройства выделяются большой степенью защиты от коротких замыканий, перегрузок сети, а еще владеют очень высоким КПД.

Правила выбора преобразователя тока

Для получения преобразователя Лед лампы необходимо изучить основные параметры прибора. Опираться стоит на анодное напряжение, минимальный ток и выдаваемую мощность.

Мощность световых диодов

Разберем с самого начала анодное напряжение, которое подчинено нескольким аргументом:

  • значение потерь напряжения на P-N переходах кристаллов;
  • кол-во световых диодов в цепочке;
  • схема подсоединения.

Параметры минимального тока можно определить по особенностям характера потребителя, а конкретно мощности LED компонентов и степени их яркости.

Данный показатель будет оказывать влияние на потребляемый кристаллами ток, диапазон которого меняется исходя из нужной яркости. Задача преобразователя — обеспечить таким элементам подачу необходимого количества энергии.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Значение напряжения на выходе должно быть более или похожим общей сумме затраченной энергии на каждом блоке электросхемы

Мощность прибора зависит от силы каждого LED элемента, их цвета и количества. Для просчета используемой энергии применяют такую формулу:

PH = PLED * N,

Где

  • PLED – электрическая нагрузка, создаваемая одним диодом,
  • N – кол-во кристаллов в цепи.

Полученные показатели не должны быть меньше мощности драйвера. Сейчас нужно установить нужное номинальное значение.

Самая большая мощность устройства

Необходимо учесть и тот момент, что для оснащения постоянной работы преобразователя его номинальные показатели должны превосходить на 20-30 % полученное значение кислотно-щелочного баланса. Аналогичным образом формула приобретает вид:

Pmax ? (1,2..1,3) * PH,

где Pmax — номинальная мощность трансформатора.

Кроме мощности и количества потребителей на плате, сила нагрузки также подчинена цветовым факторам потребителя. При одинаковом токе, в зависимости от оттенка, они имеют очень разнообразные показатели падения напряжения.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Драйвер для Лед лампы должен выдавать подобное количество тока, которое нужно для оснащения самой большой яркости. При выборе устройства клиент должен не забывать про то, что мощность должна быть более, чем применяют все светоизлучающие диоды

Возьмём например, светоизлучающие диоды американской фирмы Cree из линейки XP-E красного цвета. Их характеристики смотрятся так:

  • падение напряжения 1,9-2,4 В;
  • ток 350 мА;
  • средняя потребляемая мощность 750 мВт.

Аналог в зеленом цвете это при том же токе, станет иметь полностью другие показатели: потери на P-N переходах 3,3-3,9 В, а мощность 1,25 Вт.

Исходя из этого можно выполнить выводы: драйвер, который свободно рассчитан на 10 Вт, используется для питания двенадцати красных кристаллов или восьми зеленых.

Схема подсоединения светоизлучающих диодов

Подбор драйвера должен выполняться после определения схемы подсоединения LED-потребителей. Если первым делом приобрести световые диоды, а потом выбирать к ним преобразователь, данный процесс будет сопровождаться массой трудностей.

С целью поиска устройства, обеспечивающего работу именно подобного количества потребителей при заданной схеме подсоединения, нужно будет потратить немало времени.

Приведем пример с шестью потребителями. Потери напряжения у них составляют 3 В, ток который потребляется 300 мА. Для их подсоединения можно применять один из способов, при этом во всех отдельных случаях требуемые параметры трансформатора будут разниться.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Недостатком поочередного размещения диодов считается надобность в блоке питании с высоким напряжением, если в цепи будет много кристаллов

В нашем случае при последовательном подсоединении нужен блок на 18 В с током 300 мА. Ключевой плюс этого метода в том, что через всю линию проходит одинаковая сила, исходя из этого, все диоды горят с похожей яркостью.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Минусом параллельного локации потребителей считается разница яркости свечения каждой цепочки. Такое негативное явление появляется из-за разброса показателей диодов вследствие различий между током, проходящим по каждой линии

Если применено параллельное расположение – нужно только применить преобразователь на 9 В, однако значения затрачиваемого тока будет увеличено в два раза, если сравнивать с идущим до этого способом.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Способ последовательного размещения по два диода не может быть применен со сменой количества входящих в группу кристаллов – 3 и больше. Такие ограничения связаны с тем, что через один компонент может пройти очень большой ток, а это выполняет вероятность выхода из строя всей цепи

Если применяется методичный способ с появлением пар по два светоизлучающего диода, применяется драйвер с подобными показателями, как в прошлом случае. При этом яркость освещения будет уже одинаковой.

Однако и тут не обошлось без негативных невидимых моментов: при подаче питания к группе, вследствие разброса параметров один из светоизлучающих диодов может открываться быстрее второго, исходя из этого, через него и пойдёт ток, вдвойне превышающий номинальное значение.

Некоторые разновидности световых диодов рассчитаны на аналогичные кратковременные скачки, но подобный вариант относится к менее популярным.

Виды драйверов по типу устройства

Устройства, преобразующие питание 220 В на нужные показатели для светоизлучающих диодов, образно говоря разделяют на три категории:электронные; на базе конденсаторов; диммируемые.

Рынок светотехнических сопутствующих предметов представлен обширным большим выбором моделей драйверов как правило китайского изготовителя. И не обращая внимания на невысокий диапазон цен, из данных приборов можно подобрать вполне идеальный вариант. Однако имеет смысл посмотреть на талон предоставляющий гарантию, т .к. не вся предоставленная продукция имеет хорошее качество.

Электронный вид прибора

В замечательном варианте электронный преобразователь обязан быть оборудован транзистором. Его роль находится в выполнении разгрузки регулировочной микросхемы. Чтобы исключить или самого большого сглаживания пульсации, на выходе устанавливается конденсатор.

Данного типа приспособление относится к дорогой категории, однако оно может стабилизовать ток до 750 мА, на что балластные механизмы немогут.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Самые новые драйвера, как правило ставят на лампочки с цоколем E27. Исключение из правил – изделия Gauss GU5,3. Они оборудованы безтрансформаторным преобразователем. Однако степень пульсации в них может достигать нескольких сотен Гц

Пульсирование – это не только один минус преобразователей. Вторым можно именовать электромагнитные помехи высокочастотного (ВЧ) диапазона.

Так, если в розетку, связанную с прибором освещения, будут подключаться иные электрические приборы, к примеру, радио — можно ждать помехи при приеме цифровых FM-частот, телевидения, роутера и т. д.

В опциональном устройстве хорошего прибора должны быть два конденсатора: один – электролитический для сглаживания пульсаций, другой – керамический, для понижения ВЧ. Однако подобное комбинирование можно повстречать редко, тем более если говорить о китайских изделиях.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Те, кто имеет общие понятия в аналогичных электросхемах могут сами менять выходные параметры электронного преобразователя, меняя номинал резисторов

За счёт большого КПД (до 95%) подобные механизмы подойдут для мощных приборов, применяемых в разных областях, к примеру, для тюнинга автомобилей, в уличных осветительных приборах, а еще бытовых LED источниках.

Блок питания на основе конденсаторов

Сейчас перейдем к не очень востребованным устройствам – на базе конденсаторов. Почти что все схемы LED-ламп дешевого образца, где применены данного типа драйверы, имеют похожие характеристики.

Однако вследствие модификаций изготовителем они претерпевают изменения, к примеру, убирание какого-нибудь элемента цепи. Особо нередко данной деталью служит один из конденсаторов — сглаживающий.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Вследствие бесконтрольного наполнения рынка недорогим и некачественным товаром клиенты могут «чувствовать» в лампах стопроцентную пульсацию. Даже не углубляясь в их приспособление, можно говорить об удалении из схемы сглаживающего элемента

Достоинств у подобных механизмов только два: они доступны для самостоятельной сборки, а их КПД приравнивается к стопроцентному, т. к. потери будут исключительно на p-n переходах и сопротивлениях.

Такое же кол-во и негативных сторон: невысокая электробезопасность и большая степень пульсации. Второй недостаток будет примерно 100 Гц и появится в результате выпрямления переменного напряжения.

В ГОСТе прописана норма допустимой пульсации в 10-20 % в зависимости от назначения помещения, где поставлен светотехнический прибор.

Только один способ сгладить данный минус – выбор конденсатора с правильным номиналом. Все таки не нужно рассчитывать на полное удаление проблемы, – такое заключение может только лишь сгладить интенсивность всплесков.

Диммируемые преобразователи тока

Драйверы-диммеры для Светодиодных-светильников дают возможность менять входящие и выходящие показатели тока, при этом уменьшается или становится больше степень яркости света, излучаемого диодами.

Есть два способа подсоединения:

  • первый подразумевает мягкий пуск;
  • второй – импульсный.

Рассмотри рабочий принцип диммируемых драйверов на основе микросхемы CPC9909, применяемой в качестве регулирующего аппарата для светодиодных цепей, также и с высокой яркостью.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Схема типового включения CPC9909 с питанием 220 В. Согласно схематическим указаниям, имеется возможность управления одним или несколькими сильными потребителями

При плавном пуске микросхема с драйвером обеспечивает постепенное включение диодов с нарастающей яркостью.

Для данного процесса задействуют два резистора, подключенные к выводу LD, который предназначен для решения задачи плавного диммирования. Так реализовывается ответственная задача – продление эксплуатационного срока LED компонентов.

Данный же вывод обеспечивает и аналоговое управление — резистор на 2,2 кОм меняют на более мощный переменный аналог — 5,1 кОм. Тем самым достигается плавное изменение потенциала на выходе.

Использование второго способа подразумевает подачу импульсов прямоугольного типа на низкочастотный вывод PWMD. При этом задействуют либо микроконтроллер, либо импульсный генератор, которые в первую очередь делятся оптопарой.

С корпусом либо же без него

Драйвера выпускаются в корпусе либо же без. Первый вариант считается достаточно популярным и достаточно не дешевым. Данные устройства защищены от проникновения влаги и пылевых частиц.

Устройства второго типа используются при проведении скрытого способа монтажа и, исходя из этого, выделяются дешевизной.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Питание всех представленных приборов может быть от сети 12 В или 220 В. Не обращая внимания на то, что бескорпусные модели выигрывают в стоимости, они значительно отстают в плане надежности и безопасности механизма

Любой из них различается допустимой температурой во время эксплуатации – на это также нужно смотреть при выборе.

Традиционная схема драйвера

Для самостоятельной сборки LED трансформатора попытаемся разобраться с наиболее обычным устройством импульсного типа, не содержащего гальванической развязки. Важное преимущество подобного рода схем – обычное подключение и надежная работа.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Схема преобразователя на 220 В предоставлена в качестве импульсного трансформатора. При собирании нужно соблюдать все правила электрической безопасности, т. к. тут нет границ по токоотдаче

Схема подобного механизма составлена из трех ключевых каскадных областей:

  1. Разделитель напряжения на емкостном сопротивлении.
  2. Выпрямитель.
  3. Стабилизаторы электрического напряжения.

Первый участок – сопротивление, оказываемое электрическому току на конденсаторе С1 с резистором. Последний требуется только для выполнения самостоятельной зарядки инертного элемента. На работу схемы он не оказывает воздействия.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Номинальное значение резистора может быть в диапазоне 100 кОм-1 Мом, с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязан быть электролитическим, а его эффектное амплитудное значение напряжения — 400-500 В

Когда интеллектуальная полуволна напряжения идет через конденсатор, ток течет до той поры, пока обкладки абсолютно никак не зарядятся. Чем меньше емкость механизма, тем мало времени будет потрачено на его полный заряд.

К примеру, прибор объемом 0,3-0,4 мкФ заряжается на протяжении 1/10 периода полуволны, т. е. всего десятая доля проходящего напряжения пройдёт через данный участок.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Процесс выпрямления на этом месте исполняется по схеме Гретца. Диодный мост выбирается, отталкиваясь от минимального тока и обратного напряжения. При этом последнее значение не должно быть меньше 600 В

Второй каскад считается электрическим устройством, преобразующим (выпрямляющим) электрический ток в пульсирующий. Этот процесс зовется двухполупериодным.

Потому как одна часть полуволны была сглажена конденсатором, на выходе данного участка постоянный ток будет равным 20-25 В.

драйвер, светодиодной, лампа, подключение, блока питания

Так как питание светоизлучающих диодов не должно быть больше 12 В, для схемы нужно применять стабилизирующий компонент. Для этого вводится емкостный фильтр. К примеру, можно использовать модель L7812

3-ий каскад работает на базе сглаживающего стабилизирующего фильтра – электролитического конденсатора. Подбор его емкостных показателей зависит от силы нагрузки.

Потому как собранная схема воспроизводит собственную работу сразу, нельзя касаться оголенных проводов, т. к. проводимый ток может достигать десятков ампер – заранее ведется изоляция линий.

Нужное видео по теме

Все трудности, с которыми способен столкнуться радиолюбитель, подбирающий преобразователь для мощных Лед ламп, детально описаны в видеосюжете:

Основные специфики самостоятельного подсоединения преобразовательного прибора в электросхему:

Постепенный инструктаж, описывающий сборочный процесс собственными руками светодиодного драйвера из средств находящихся под рукой:

Не обращая внимания на указанные изготовителем десятки тысяч часов работы без разных перебоев LED-ламп, есть очень много моментов, значительно уменьшающих данные показатели. Для сглаживания всех прыжков тока в электросистеме предназначаются драйверы. Однако к их подбору или самостоятельной сборке необходимо подходить серьезно после просчета всех нужных показателей.

Феномен мигания светодиодных ламп или как не нужно подключать светильники


Добавить комментарий