Kaip pasirinkti LED lempos tvarkyklę: tipai, paskirtis ir prijungimo ypatybės

LED lempos tapo plačiai paplitusios, todėl pradėta aktyvi antrinių energijos šaltinių gamyba. LED lempos vairuotojas gali stabiliai išlaikyti nustatytas srovės vertes prietaiso išvestyje, stabilizuodamas įtampą, einančią per diodų grandinę.

Mes jums visiems papasakosime apie dabartinio konvertavimo įtaiso, veikiančio diodinę lempą, tipus ir veikimo principus. Savo straipsnyje pateikiame vairuotojo pasirinkimo rekomendacijas ir pateikiame naudingų rekomendacijų. Rasime nepriklausomus namų elektrikus su patikrintomis prijungimo schemomis.

Tikslas ir taikymo sritis

Diodo kristalai susideda iš dviejų puslaidininkių - anodo (pliuso) ir katodo (minuso), atsakingų už elektrinių signalų virsmą. Vienos srities laidumas yra P tipo, antrosios - N. Kai bus prijungtas maitinimo šaltinis, šiais elementais tekės srovė.

Dėl šio poliškumo elektronai iš P tipo zonos sklinda į N tipo zoną, ir atvirkščiai, krūviai nuo N taško sklinda iki P. Tačiau kiekviena regiono atkarpa turi savo ribas, vadinamas P-N sankryžomis. Šiose vietose dalelės randamos ir abipusiai absorbuojamos arba rekombinuojamos.

Diodas nurodo puslaidininkinius elementus ir turi tik vieną p-n jungtį. Dėl šios priežasties pagrindinė charakteristika, lemianti jų švytėjimo ryškumą, yra ne įtampa, o srovė

P-N sankryžų metu įtampa sumažėja tam tikru voltų skaičiumi, visada vienodu kiekvienam grandinės elementui. Atsižvelgiant į šias vertes, vairuotojas stabilizuoja gaunamą srovę ir išvestyje sudaro pastovią vertę.

Kokia galia reikalinga ir kokios nuostolių vertės P-N pravažiavimo metu nurodytos LED įrenginio pase. Todėl už renkantis diodinę lemputę būtina atsižvelgti į maitinimo parametrus, kurių diapazonas turėtų būti pakankamas, kad kompensuotų prarastą energiją.

Norint, kad didelės galios šviesos diodai veiktų charakteristikose nurodytą laiką, reikalingas stabilizuojantis įtaisas - vairuotojas. Išėjimo įtampa visada rodoma ant elektroninio mechanizmo korpuso

Apšvietimo įtaisams įrengti naudojami maitinimo šaltiniai, kurių įtampa yra nuo 10 iki 36 V.

Technika gali būti įvairių rūšių:

• automobilių, dviračių, motociklų ir kt. priekiniai žibintai;
• maži nešiojami ar gatvės žibintai;
• vedė šviesąjuostos lubų šviestuvas ir moduliai.

Tačiau už mažos galios šviesos diodai, taip pat kai naudojama nuolatinė įtampa, vairuotojams leidžiama nesikreipti. Vietoj to į grandinę įvedamas rezistorius, taip pat maitinamas 220 V įtampos.

Maitinimo šaltinio veikimo principas

Paskaičiuokime, kokie yra skirtumai tarp įtampos šaltinio ir maitinimo šaltinio. Kaip pavyzdį apsvarstykite žemiau pateiktą grandinę.

Prijungus 40 omų varžą prie 12 V maitinimo šaltinio, per jį praeis 300 mA srovė (A pav.). Lygiagrečiai prijungus antrąjį rezistorių grandinėje, dabartinė vertė bus - 600 mA (B). Tačiau įtampa nebus keičiama.

Nepaisant dviejų rezistorių prijungimo prie maitinimo šaltinio, antrasis išvestyje sukurs nuolatinę įtampą, nes idealiomis sąlygomis jis nepaklūs apkrovai

Dabar mes apsvarstysime, kaip pasikeis vertės, jei rezistoriai bus prijungti prie elektros tinklo grandinėje. Tuo pačiu būdu mes pristatome 40 omų reostatą su 300 mA vairuotoju. Pastaroji sukuria 12 V įtampą (grandinė B).

Jei grandinę sudaro du rezistoriai, tada srovės vertė nekinta, o įtampa yra 6 V (G).

Vairuotojas, skirtingai nei įtampos šaltinis, išvestyje palaiko nurodytus srovės parametrus, tačiau įtampos galia gali skirtis

Padarę išvadas galime pasakyti, kad aukštos kokybės keitiklis tiekia apkrovą vardine srove net tada, kai krenta įtampa. Atitinkamai 2 V arba 3 V diodų kristalai, kurių srovė yra 300 mA, degės vienodai ryškiai, esant sumažintai įtampai.

Skiriamosios keitiklio charakteristikos

Vienas iš svarbiausių rodiklių yra perduodama galia esant apkrovai. Įrenginys neturi būti perkrautas ir bandykite pasiekti kuo geresnių rezultatų.

Netinkamas naudojimas prisideda prie greito ne tik apžvalgos mechanizmo, bet ir LED lustų gedimo.

Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos darbui, yra šie:

• sudedamosios dalys, naudojamos surinkimo procese;
• apsaugos laipsnis (IP);
• mažiausios ir didžiausios įvesties ir išvesties vertės;
• gamintojas.

Šiuolaikiniai keitiklių modeliai yra prieinami remiantis mikroschemomis ir taiko impulsų pločio transformacijos (PWM) technologiją.

Veikiant maitinimo šaltiniui, išėjimo įtampai valdyti buvo įdiegtas impulsų pločio moduliavimo metodas, o išėjimas išlaiko tą patį srovės tipą kaip ir įėjimas

Tokie įtaisai pasižymi aukštu apsaugos nuo trumpojo jungimo, tinklo perkrovos laipsniu, be to, turi padidintą efektyvumą.

Dabartinio keitiklio pasirinkimo taisyklės

Norėdami įsigyti LED lempos keitiklį, turėtumėte išstudijuoti raktą įrenginio charakteristikos. Jis pagrįstas išėjimo įtampa, vardine srove ir išėjimo galia.

Šviesos diodų galia

Iš pradžių analizuosime išėjimo įtampą, kuri priklauso nuo kelių veiksnių:

• įtampos nuostolių vertę kristalų P-N sankryžoje;
• šviesos diodų skaičius grandinėje;
• laidų schema.

Nominalios srovės parametrus galima nustatyti atsižvelgiant į būdingas vartotojui savybes, būtent į LED elementų galią ir jų ryškumą.

Šis indikatorius paveiks kristalų sunaudojamą srovę, kurios diapazonas kinta atsižvelgiant į reikiamą ryškumą.Keitiklio užduotis yra aprūpinti šiuos elementus tinkamu energijos kiekiu.

Išėjimo įtampos vertė turi būti didesnė arba lygi bendram energijos kiekiui, sunaudojamam kiekviename elektros grandinės bloke

Prietaiso galia priklauso nuo kiekvieno LED elemento stiprumo, jų spalvos ir kiekio.

Norėdami apskaičiuoti sunaudotą energiją, naudokite šią formulę:

P_H = P_LED * N,

Kur

• P_LED - vieno diodo sukuriama elektrinė apkrova,
• N yra kristalų skaičius grandinėje.

Gauti rodikliai neturėtų būti mažesni už vairuotojo galią. Dabar reikia nustatyti reikiamą nominalią vertę.

Maksimali prietaiso galia

Reikėtų nepamiršti, kad norint užtikrinti stabilų keitiklio veikimą, jo vardiniai parametrai turi viršyti gautą P vertę 20–30%._H.

Taigi formulė yra tokia:

P_maks ≥ (1,2..1,3) * P_H,

kur p_maks - vardinė maitinimo šaltinio galia.

Be galios ir vartotojų skaičiaus lentoje, apkrovos jėga taip pat yra pavaldi vartotojo spalviniams veiksniams. Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į atspalvį, jie turi skirtingus įtampos kritimo rodiklius.

LED lempos tvarkyklė turėtų generuoti tiek srovės, kiek reikia maksimaliam ryškumui užtikrinti. Renkantis įrenginį, pirkėjas turėtų atsiminti, kad galia turi būti didesnė nei visi šviesos diodai naudoja

Tarkime, Amerikos bendrovės „Cree“ šviesos diodai iš „XP-E“ linijos raudonos spalvos.

Jų charakteristikos yra šios:

• įtampos kritimas 1,9–2,4 V;
• srovė 350 mA;
• vidutinis energijos suvartojimas 750 mW.

Žalios spalvos analogas toje pačioje srovėje turės visiškai skirtingus rodiklius: nuostoliai P-N sankryžose yra 3,3-3,9 V, o galia 1,25 W.

Atitinkamai galima daryti išvadą: 10 vatų variklis naudojasi dvylikai raudonų arba aštuonių žaliųjų kristalų.

LED jungties schema

Vairuotoją reikia pasirinkti nustatę šviesos diodų vartotojų prijungimo schemą. Jei pirmiausia perkate šviesos diodus, o tada pasirenkate jiems keitiklį, šį procesą lydės daugybė sunkumų.

Norėdami ieškoti įrenginio, užtikrinančio, kad veiktų tik toks skaičius vartotojų, turinčių nurodytą ryšio schemą, turėsite praleisti daug laiko.

Pateiksime pavyzdį su šešiais vartotojais. Jie turi 3 V įtampos nuostolius, 300 mA sunaudojama srovė. Norėdami juos prijungti, galite naudoti vieną iš metodų, tuo tarpu kiekvienu atveju skirtingi būtini maitinimo parametrai.

Alternatyvaus diodų išdėstymo trūkumas yra būtinas maitinimo blokas su aukšta įtampa, jei grandinėje yra daug kristalų

Mūsų atveju serijiniam jungimui reikalingas 18 V įtaisas, kurio srovė yra 300 mA. Pagrindinis šio metodo pranašumas yra tas, kad ta pati jėga praeina per visą liniją, atitinkamai, visi diodai dega vienodo ryškumo.

Lygiagretaus vartotojų išdėstymo trūkumas yra kiekvienos grandinės spindesio ryškumo skirtumas. Toks neigiamas reiškinys atsiranda dėl diodų parametrų kitimo dėl skirtumų tarp srovės, einančios per kiekvieną liniją

Jei naudojamas lygiagretus išdėstymas, pakanka naudoti 9 V keitiklį, tačiau dabartinis sunaudojimas bus dvigubai didesnis, palyginti su ankstesniu metodu.

Dviejų diodų nuosekliojo išdėstymo metodas negali būti taikomas pakeitus kristalų, įtrauktų į grupę, skaičių - 3 ar daugiau. Tokie apribojimai atsiranda dėl to, kad per vieną elementą gali praeiti per daug srovės, ir tai sukuria visos grandinės gedimo tikimybę

Jei naudojate nuoseklųjį metodą formuodami dviejų šviesos diodų poras, naudojamas vairuotojas su tais pačiais indikatoriais, kaip ir ankstesniu atveju. Tokiu atveju apšvietimo ryškumas jau bus tolygus.

Tačiau čia buvo keletas neigiamų niuansų: kai grupei tiekiama energija, dėl charakteristikų išsisklaidymo, vienas iš šviesos diodų gali atsidaryti greičiau nei antrasis, ir atitinkamai per jį praeis srovė, kuri dvigubai viršija nominalią vertę.

Daugybė rūšių Namų apšvietimui skirti šviesos diodai skirtas tokiems trumpalaikiams šuoliams, tačiau šis metodas yra mažiau populiarus.

Vairuotojų tipai pagal įrenginio tipą

Įrenginiai, kurie 220 V maitinimo šaltinį paverčia reikiamais šviesos diodų indikatoriais, paprastai skirstomi į tris kategorijas: elektroninius; kondensatorių pagrindu; pritemdomas.

Apšvietimo priedų rinkai atstovauja daugybė vairuotojų modelių, daugiausia iš Kinijos gamintojo. Ir nepaisant žemo kainų diapazono, iš šių įrenginių galite pasirinkti labai padorų variantą. Tačiau turėtumėte atkreipti dėmesį į garantinę kortelę, nes ne visi pristatomi produktai yra priimtinos kokybės.

Elektroninis prietaiso vaizdas

Idealiu atveju elektroniniame keitiklyje turėtų būti tranzistorius. Jos vaidmuo yra išvalyti valdymo lustą. Norint pašalinti ar maksimaliai išlyginti virpėjimą, išėjime sumontuotas kondensatorius.

Šio tipo prietaisas priklauso brangiai kategorijai, tačiau jis sugeba stabilizuoti srovę iki 750 mA, ko nesugeba balasto mechanizmai.

Naujausi vairuotojai daugiausia montuojami ant lempučių su E27 baze. Išimtis yra „Gauss GU5.3“ gaminiai. Jie aprūpinti be transformatorių keitikliu. Tačiau pulsavimo laipsnis juose siekia kelis šimtus Hz

Pulsacija nėra vienintelis keitiklių trūkumas. Antrasis gali būti vadinamas aukšto dažnio (HF) diapazono elektromagnetiniais trukdžiais. Taigi, jei prie lempos, prijungtos prie lempos, yra prijungti kiti elektros prietaisai, pavyzdžiui, radijas, galite tikėtis trikdžių, kai gausite skaitmeninius FM dažnius, televizorių, maršrutizatorių ir kt.

Pasirenkamas aukštos kokybės įrenginio įtaisas turėtų turėti du kondensatorius: vienas yra elektrolitinis išlyginamiems virpėjimams, kitas - keramikinis, RF nuleisti. Tačiau tokį derinį galima rasti nedažnai, ypač jei mes kalbame apie Kinijos gaminius.

Tie, kurie turi bendrąsias tokių elektros grandinių koncepcijas, gali savarankiškai pasirinkti elektroninio keitiklio išėjimo parametrus, keisdami varžų vertę.

Dėl didelio efektyvumo (iki 95%) tokie mechanizmai tinka galingiems prietaisams, naudojamiems įvairiose srityse, pavyzdžiui, automobiliams sureguliuoti, gatvių apšvietimo prietaisams, taip pat buitiniams LED šaltiniams.

Kondensatorių maitinimo šaltinis

Dabar mes kreipiamės į ne tokius populiarius įrenginius - pagrįstus kondensatoriais. Beveik visos pigių LED lempų grandinės, kuriose naudojamas šio tipo vairuotojas, turi panašias savybes.

Tačiau dėl gamintojo atliktų pakeitimų jie keičiami, pavyzdžiui, pašalinant bet kurį grandinės elementą. Ypač dažnai ši dalis yra viena iš kondensatorių - išlyginti.

Dėl nekontroliuojamos rinkos užpildymo pigiomis ir žemos kokybės prekėmis vartotojai gali „pajusti“ šimto lempučių pulsaciją. Net nesigilindami į savo prietaisą, galima teigti, kad lyginimo elementas buvo pašalintas iš grandinės

Tokie mechanizmai turi tik du privalumus: juos galima montuoti savarankiškai, o jų efektyvumas yra lygus šimtui procentų, nes nuostoliai atsiras tik p-n sankryžose ir pasipriešinimuose.

Tiek pat neigiamų aspektų: žema elektrinė sauga ir didelis virpėjimo laipsnis. Antrasis trūkumas yra apie 100 Hz ir susidaro ištaisius kintamą įtampą. Valstybinėje standartinėje specifikacijoje nurodoma leistina 10–20% slenksčio norma, atsižvelgiant į kambario, kuriame įrengtas apšvietimo įtaisas, paskirtį.

Vienintelis būdas išlyginti šį trūkumą yra pasirinkti teisingą kondensatorių. Nepaisant to, neturėtumėte tikėtis visiško problemos pašalinimo - toks sprendimas gali tik išlyginti pliūpsnių intensyvumą.

Silpninamieji srovės keitikliai

Vairuotojų pritemdymai pritemdomos LED lemputės leisti pakeisti gaunamos ir išeinančios srovės indikatorius, tuo pačiu sumažinant arba padidinant diodų skleidžiamos šviesos ryškumą.

Yra du prisijungimo būdai:

• pirmasis apima minkštą pradžią;
• antrasis pulsuoja.

Apsvarstykite pritemdomų tvarkyklių veikimo principą, pagrįstą CPC9909 mikroschema, naudojama kaip LED grandinių reguliavimo įtaisas, įskaitant tuos, kurių ryškumas yra didelis.

Standartinė perjungimo grandinė CPC9909 su 220 V tiekimu. Pagal schemines instrukcijas galima valdyti vieną ar daugiau galingų vartotojų

Su sklandžiu paleidimu, vairuotojo lustas palaipsniui įtraukia diodus, kurių ryškumas didėja. Šiam procesui naudojami du rezistoriai, prijungti prie LD gnybto, skirti sklandžiai pritemdyti. Tai įgyvendina svarbią užduotį - prailginti LED elementų tarnavimo laiką.

Tą pačią išvadą pateikia ir analoginis reguliavimas - 2,2 kΩ rezistorius keičiamas į galingesnį kintamąjį analogą - 5,1 kOhm. Taigi pasiekiamas sklandus išėjimo potencialo pokytis.

Antrojo metodo taikymas apima stačiakampių impulsų tiekimą į žemo dažnio išėjimo PWMD. Tai apima arba mikrovaldiklį, arba impulsų generatorių, kurie būtinai yra atskirti optiniu jungikliu.

Su būstu ar be jo?

Vairuotojus galima įsigyti korpuse arba be jo. Pirmasis variantas yra labiausiai paplitęs ir brangesnis. Tokie įtaisai yra apsaugoti nuo drėgmės ir dulkių dalelių.

Antrojo tipo įtaisai yra naudojami montuojant įleistinai ir atitinkamai yra pigūs.

Visų pateiktų prietaisų galia gali būti iš 12 V arba 220 V tinklo. Nepaisant to, kad atvirų rėmų modeliai laimi kainą, jie labai atsilieka mechanizmo saugumo ir patikimumo prasme.

Kiekvienas iš jų išsiskiria leistina temperatūra veikimo metu - į tai taip pat reikia atkreipti dėmesį renkantis.

Klasikinė vairuotojo grandinė

Norėdami savarankiškai surinkti LED maitinimo šaltinį, susidursime su paprasčiausiu impulso tipo įtaisu, kuris neturi galvaninės izoliacijos. Pagrindinis šio tipo grandinių pranašumas yra paprastas prijungimas ir patikimas veikimas.

220 V keitiklio grandinė pateikiama kaip perjungimo maitinimo šaltinis. Surinkdami reikia laikytis visų elektros saugos taisyklių, nes srovės galia neribojama

Tokio mechanizmo schemą sudaro trys pagrindinės pakopinės sritys:

1. Talpinis įtampos skyriklis.
2. Lygintuvas
3. Įtampos stabilizatoriai.

Pirmasis skyrius - tai priešprieša, kurią kintama srovė sukelia kondensatoriui C1 su rezistoriumi. Pastarasis reikalingas tik nepriklausomam inertinio elemento įkrovimui. Tai nedaro įtakos grandinės veikimui.

Rezistoriaus nominali vertė gali būti 100 kOhm-1 mamos, o galia yra 0,5–1 vatai. Kondensatorius turi būti elektrolitinis, o jo efektyvioji amplitudės įtampa yra 400-500 V

Kai suformuota įtampos pusės banga praeina per kondensatorių, srovė teka tol, kol plokštės visiškai įkraunamos. Kuo mažesnė mechanizmo talpa, tuo mažiau laiko bus skiriama visam jo įkrovimui.

Pavyzdžiui, prietaisas, kurio tūris yra 0,3–0,4 μF, įkraunamas 1/10 pusės bangos laikotarpio, t.y., per šią sekciją praeina tik dešimtadalis perduodamos įtampos.

Šiame skyriuje pateiktas tiesinimo procesas atliekamas pagal Gretz schemą. Diodų tiltas parenkamas pradedant nuo vardinės srovės ir atvirkštinės įtampos.Tokiu atveju paskutinė vertė neturėtų būti mažesnė kaip 600 V

Antrasis kaskadas yra elektrinis įtaisas, kuris kintamąją srovę paverčia (ištaiso) į pulsuojančią. Šis procesas vadinamas pusiau banga. Kadangi vieną iš pusės bangos dalių išlygino kondensatorius, šios sekcijos išvestyje nuolatinė srovė bus 20-25 V.

Kadangi šviesos diodų maitinimas neturi viršyti 12 V, grandinei turi būti naudojamas stabilizuojantis elementas. Tam įvedamas talpinis filtras. Pavyzdžiui, galite naudoti modelį L7812

Trečioji kaskada veikia išlyginamojo stabilizuojančio filtro - elektrolitinio kondensatoriaus - pagrindu. Jo talpinių parametrų pasirinkimas priklauso nuo apkrovos.

Kadangi surinkta grandinė atkuria savo darbą iš karto, neįmanoma paliesti plikų laidų, nes laidžioji srovė siekia dešimtis amperų - linijos yra preliminariai izoliuotos.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Visi sunkumai, su kuriais gali susidurti radijo mėgėjas, rinkdamiesi didelės galios LED lempų keitiklį, yra išsamiai aprašyti vaizdo įraše:

Pagrindinės nepriklausomo keitiklio prijungimo prie elektros grandinės savybės:

Žingsnis po žingsnio aprašomas LED tvarkyklės „pasidaryk pats“ surinkimo procesas iš improvizuotų priemonių:

Nepaisant gamintojo nepertraukiamo LED lempų veikimo dešimtimis tūkstančių valandų, yra daugybė veiksnių, kurie žymiai sumažina šiuos rodiklius.

Vairuotojai skirti išlyginti visus dabartinius elektros sistemos viršįtampius. Į jų pasirinkimą ar surinkimą reikia atsakyti atsakingai, apskaičiavus visus reikiamus parametrus.

Papasakokite, kaip pasirinkote LED lemputės tvarkyklę. Pasidalykite savo argumentais ir būdais, kaip stabilizuoti įtampos tiekimą į diodų apšvietimo įrenginį. Palikite komentarus žemiau esančiame bloke, užduokite klausimus, paskelbkite nuotraukas straipsnio tema.