Hur man väljer en LED-lampdrivrutin: typer, syfte + anslutningsfunktioner

LED-lampor har blivit utbrett, vilket har lett till att den aktiva produktionen av sekundära kraftkällor har börjat. Drivrutinen för LED-lampan kan stabilt upprätthålla de inställda strömvärdena vid enhetens utgång och stabilisera spänningen som passerar genom kedjan av dioder.

Vi kommer att berätta allt om de typer och principer för drift av den aktuella konverteringsenheten för drift av en diodlampa. I vår artikel ger vi vägledning om hur du väljer en förare och ger användbara rekommendationer. Vi hittar oberoende hemelektriker med beprövade anslutningsscheman.

Syfte och användningsområde

Diodkristaller består av två halvledare - anoden (plus) och katoden (minus), som ansvarar för omvandlingen av elektriska signaler. Ett område har konduktivitet av P-typ, det andra - N. När en strömkälla är ansluten kommer ström att flyta genom dessa element.

På grund av denna polaritet rusar elektroner från zonen av P-typ till zonen N-typ, och vice versa, laddningar från N-punkten rusar till P. Men varje sektion i regionen har sina egna gränser, kallade P-N-korsningar. På dessa platser hittas partiklar och absorberas eller rekombineras ömsesidigt.

Dioden hänvisar till halvledarelement och har endast en p-n-övergång. Av detta skäl är den viktigaste egenskapen som bestämmer graden av ljusstyrka för deras glöd inte spänning, utan ström

Under P-N-korsningar minskar spänningen med ett visst antal volt, alltid samma för varje element i kretsen. Med dessa värden stabiliserar föraren den inkommande strömmen och bildar ett konstant värde vid utgången.

Vilken effekt som krävs och vilka värden på förluster under P-N-passage anges i LED-enhetens pass. Därför för välja en diodlampa det är nödvändigt att ta hänsyn till strömförsörjningens parametrar, vars omfång bör vara tillräckligt för att kompensera för den förlorade energin.

För att lysdioder med hög effekt ska räkna ut den tid som anges i egenskaperna krävs en stabiliseringsenhet - en förare. Utgångsspänningen visas alltid på den elektroniska mekanismens kropp

Strömförsörjning med spänning från 10 till 36 V används för att utrusta belysningsenheter.

Tekniken kan vara av olika slag:

• strålkastare för bilar, cyklar, motorcyklar osv.;
• små bärbara eller gatuljus;
• led-ljus, Band, taklampa och moduler.

Men för leds med låg effekt, såväl som för användning av konstant spänning, är drivrutiner tillåtna att inte applicera. Istället införs också ett motstånd i kretsen, som också drivs av en 220 V.

Principen för drift av strömförsörjningen

Låt oss ta reda på skillnaderna mellan spänningskällan och strömförsörjningen. Tänk som exempel på kretsen som visas nedan.

Genom att ansluta ett 40 ohm-motstånd till 12 V-strömförsörjningen kommer en ström på 300 mA att passera genom det (figur A). Med den parallella anslutningen av det andra motståndet i kretsen kommer strömvärdet att vara - 600 mA (B). Spänningen kommer dock att vara oförändrad.

Trots anslutningen av två motstånd till en strömkälla kommer den andra vid utgången att skapa en konstant spänning, eftersom den under ideala förhållanden inte följer belastningen

Nu kommer vi att överväga hur värdena förändras om motstånd är anslutna till strömförsörjningen i kretsen. På samma sätt introducerar vi en 40 Ohm-reostat med en 300 mA-drivrutin. Den senare skapar en spänning på 12 V på den (krets B).

Om kretsen består av två motstånd är strömvärdet oförändrat och spänningen är 6 V (G).

Föraren, till skillnad från spänningskällan, upprätthåller de angivna strömparametrarna vid utgången, men spänningseffekten kan dock variera

Om vi ​​drar slutsatser kan vi säga att en högkvalitativ omvandlare förser lasten med en nominell ström även när spänningen sjunker. Följaktligen kommer kristaller av dioder på 2 V eller 3 V och en ström på 300 mA att bränna lika ljusa med en reducerad spänning.

Konverterarens distinkta egenskaper

En av de viktigaste indikatorerna är den överförda effekten under belastning. Enheten får inte överbelastas och försöka få högsta möjliga resultat.

Felaktig användning bidrar till att snabbt misslyckas inte bara översiktsmekanismen utan även LED-chips.

De viktigaste faktorerna som påverkar arbetet inkluderar:

• beståndsdelar som används i monteringsprocessen;
• grad av skydd (IP);
• minimi- och maxvärden vid ingång och utgång;
• tillverkaren.

Moderna modeller av omvandlare finns tillgängliga på basis av mikrokretsar och använder tekniken för pulsbreddstransformering (PWM).

I processen för drift av strömförsörjningen infördes en pulsbreddmoduleringsmetod för att reglera utspänningen, medan utgången behåller samma typ av ström som ingången

Sådana anordningar kännetecknas av en hög grad av skydd mot kortslutningar, trängsel i nätverket och har också ökad effektivitet.

Regler för att välja en aktuell konverterare

För att köpa en LED-lampkonverterare bör du studera nyckeln enhetens egenskaper. Det är baserat på utgångsspänningen, nominell ström och effekt.

Lätt diodkraft

Vi kommer att analysera utgångsspänningen initialt, vilket är föremål för flera faktorer:

• värdet på spänningsförluster vid P-N-korsningen av kristaller;
• antalet ljusdioder i kedjan;
• kopplingsschema.

Parametrarna för den nominella strömmen kan bestämmas av konsumentens karakteristiska egenskaper, nämligen kraften hos LED-elementen och deras ljusstyrka.

Denna indikator kommer att påverka den ström som konsumeras av kristallerna, vars intervall varierar baserat på den önskade ljusstyrkan.Konverterarens uppgift är att förse dessa element med rätt mängd energi.

Värdet på utspänningen måste vara större än eller identiskt med den totala energimängden som tillbringas på varje block i den elektriska kretsen

Enhetens effekt beror på styrkan hos varje LED-element, deras färg och kvantitet.

För att beräkna den förbrukade energin använder du följande formel:

P_H = P_LED * N,

var

• P_LED - elektrisk belastning skapad av en diod,
• N är antalet kristaller i kedjan.

De erhållna indikatorerna bör inte vara mindre än förarens effekt. Nu måste du bestämma det nominella värdet.

Enhetens maximala effekt

Man bör komma ihåg att för att säkerställa en stabil drift av omvandlaren måste dess nominella parametrar överskrida det erhållna P-värdet med 20-30%_H.

Således har formeln formen:

P_max ≥ (1,2,1,1,3) * P_H,

där s_max - Strömförsörjningens nominella effekt.

Förutom kraften och antalet konsumenter på kortet är lastkraften också underordnad konsumentens färgfaktorer. Beroende på skugga har samma ström olika indikatorer för spänningsfall.

Drivrutinen för LED-lampan bör producera så mycket ström som behövs för att säkerställa maximal ljusstyrka. När du väljer en enhet bör köparen komma ihåg att strömmen måste vara större än alla lysdioder som används

Ta till exempel lysdioderna för det amerikanska företaget Cree från XP-E-linjen i rött.

Deras egenskaper är följande:

• spänningsfall 1,9-2,4 V;
• ström 350 mA;
• genomsnittlig energiförbrukning 750 mW.

En analog grönfärg med samma ström har helt olika indikatorer: förluster på P-N-korsningar är 3,3-3,9 V, och effekten är 1,25 W.

Följaktligen kan man dra slutsatsen: en drivrutin med en effekt på 10 watt används för att driva tolv röda kristaller eller åtta gröna kristaller.

LED-anslutningsdiagram

Valet av förare bör göras efter fastställande av anslutningsschema för LED-konsumenter. Om du först köper lätta dioder och sedan väljer en omvandlare för dem, kommer denna process att åtföljas av många svårigheter.

För att söka efter en enhet som säkerställer att ett sådant antal konsumenter fungerar med ett givet anslutningsschema måste du spendera mycket tid.

Låt oss ge ett exempel med sex konsumenter. De har en spänningsförlust på 3 V, en strömförbrukning på 300 mA. För att ansluta dem kan du använda en av metoderna, medan de nödvändiga parametrarna för strömförsörjningen kommer att skilja sig från varandra.

Nackdelen med det alternativa arrangemanget av dioderna är behovet av en strömförsörjningsenhet med hög spänning, om det finns många kristaller i kretsen

I vårt fall kräver en seriell anslutning en 18 V-enhet med en ström på 300 mA. Den huvudsakliga fördelen med denna metod är att samma kraft passerar genom hela linjen, alla dioder bränner med identisk ljusstyrka.

Nackdelen med parallellplacering av konsumenterna är skillnaden i ljusstyrkan i glödet i varje kedja. Ett sådant negativt fenomen uppstår på grund av variationen i parametrarna för dioderna på grund av skillnader mellan strömmen som passerar genom varje linje

Om parallellplacering används räcker det att använda en 9 V-omvandlare, men strömförbrukningen fördubblas jämfört med föregående metod.

Metoden för sekventiell arrangemang av två dioder kan inte tillämpas med utbytet av antalet kristaller som ingår i gruppen - 3 eller mer. Sådana begränsningar beror på det faktum att för mycket ström kan passera genom ett element, och detta skapar sannolikheten för fel i hela kretsen

Om du använder en sekventiell metod med bildning av par av två lysdioder används en drivrutin med samma indikatorer, som i föregående fall. I det här fallet är belysningens ljusstyrka redan enhetlig.

Men här fanns det några negativa nyanser: när ström tillförs gruppen, på grund av spridningen av egenskaper, kan en av lysdioderna öppnas snabbare än den andra, och följaktligen kommer en ström som fördubblar nominellt värde att gå igenom den.

Många arter Lysdioder för hembelysning utformad för sådana kortvariga språng, men den här metoden är mindre populär.

Typer av drivrutiner efter enhetstyp

Enheter som konverterar 220 V strömförsörjning till nödvändiga indikatorer för lysdioder är konventionellt indelade i tre kategorier: elektronisk; baserat på kondensatorer; dimbar.

Marknaden för belysningstillbehör representeras av en mängd olika förarmodeller, främst från en kinesisk tillverkare. Och trots det låga prisintervallet, från dessa enheter kan du välja ett väldigt anständigt alternativ. Du bör dock vara uppmärksam på garantikortet, eftersom inte alla presenterade produkter är av acceptabel kvalitet.

Elektronisk bild av enheten

Helst bör den elektroniska omvandlaren vara utrustad med en transistor. Dess roll är att ladda ur kontrollchipet. För att eliminera eller maximera utjämningen av krusningen monteras en kondensator vid utgången.

Denna typ av anordning tillhör en dyr kategori, men den kan stabilisera strömmen upp till 750 mA, vilka ballastmekanismer inte kan.

De senaste drivrutinerna är huvudsakligen installerade på glödlampor med E27-bas. Ett undantag från regeln är Gauss GU5.3-produkter. De är utrustade med en transformatorfri omvandlare. Emellertid når kretsgraden i dem flera hundra Hz

Pulsering är inte den enda nackdelen med omvandlare. Den andra kan kallas elektromagnetisk interferens av högfrekvensområdet (HF). Så om andra elektriska apparater, till exempel radio, är anslutna till uttaget anslutet till lampan, kan du förvänta dig störningar när du tar emot digitala FM-frekvenser, TV, en router etc.

En valfri enhet för en högkvalitativ enhet bör ha två kondensatorer: den ena är elektrolytisk för att jämna ut krusningar, den andra är keramisk, för att sänka RF. En sådan kombination kan emellertid hittas sällan, särskilt om vi talar om kinesiska produkter.

De som har vanliga begrepp i sådana elektriska kretsar kan oberoende välja utgångsparametrarna för den elektroniska omvandlaren genom att ändra värdet på motstånden

På grund av den höga effektiviteten (upp till 95%) är sådana mekanismer lämpliga för kraftfulla apparater som används inom olika fält, till exempel för att ställa in bilar, i gatubelysningsarmaturer såväl som hushållens LED-källor.

Kondensatorbaserad strömförsörjning

Nu vänder vi oss till inte så populära enheter - baserade på kondensatorer. Nästan alla de billiga LED-lampkretsarna som använder denna typ av drivrutiner har liknande egenskaper.

På grund av modifieringar från tillverkaren genomgår de ändringar, till exempel borttagning av alla delar av kedjan. Speciellt ofta är denna del en av kondensatorerna - utjämning.

På grund av den okontrollerade fyllningen av marknaden med billiga och lågkvalitativa varor kan användare "känna" hundra pulsering i lamporna. Utan att ens gå ner i deras anordning kan det hävdas att utjämningselementet har tagits bort från kretsen

Sådana mekanismer har bara två fördelar: de är tillgängliga för självmontering, och deras effektivitet är lika med hundra procent, eftersom förluster endast kommer att inträffa vid p-n-korsningar och motstånd.

Samma antal negativa aspekter: låg elsäkerhet och hög krusningsgrad. Den andra nackdelen är cirka 100 Hz och bildas som ett resultat av en likriktning av en växelspänning. Tillståndsstandardspecifikationen stavar normen för tillåten rippel vid 10-20% beroende på syftet med rummet där belysningsanordningen är installerad.

Det enda sättet att jämna ut denna brist är att välja en kondensator med rätt betyg. Ändå bör du inte räkna med en fullständig eliminering av problemet - en sådan lösning kan bara jämna ut intensiteten i skurarna.

Dimbar strömomvandlare

Förarna dimmar för dimbara LED-glödlampor låter dig ändra inkommande och utgående strömindikatorer, samtidigt som du minskar eller ökar ljusstyrkan för ljuset som släpps ut från dioderna.

Det finns två anslutningsmetoder:

• den första innebär en mjuk start;
• den andra är pulserad.

Tänk på driftsprincipen för dimbara drivrutiner baserat på CPC9909-chipet som används som en regleranordning för LED-kretsar, inklusive de med hög ljusstyrka.

Standardomkopplingskrets CPC9909 med 220 V. Enligt schematiska instruktioner är det möjligt att styra en eller fler kraftfulla konsumenter

Med en smidig start ger förarchipet en gradvis inkludering av dioder med ökande ljusstyrka. För denna process används två motstånd, anslutna till LD-terminalen, utformade för att utföra uppgiften att smidig dimning. Detta implementerar en viktig uppgift - förlänga livslängden för LED-element.

Samma slutsats tillhandahålls också genom analog reglering - ett motstånd på 2,2 kΩ ändras till en mer kraftfull variabel analog - 5,1 kOhm. Således uppnås en smidig förändring i utmatningspotentialen.

Tillämpningen av den andra metoden innefattar tillförsel av rektangulära pulser till lågfrekvensutgången PWMD. Detta involverar antingen en mikrokontroller eller en pulsgenerator, som nödvändigtvis är separerade med en optokopplare.

Med eller utan bostäder?

Förare finns i eller utan bostäder. Det första alternativet är det vanligaste och dyrare. Sådana anordningar är skyddade mot fukt och dammpartiklar.

Enheter av den andra typen används för infällning och är därför billiga.

Kraften hos alla presenterade enheter kan komma från ett 12 V- eller 220 V.-nätverk. Trots att öppna rammodeller vinner i pris, släpar de sig väsentligt efter vad gäller mekanismens säkerhet och tillförlitlighet.

Var och en av dem kännetecknas av en tillåten temperatur under drift - det är också nödvändigt att uppmärksamma detta när du väljer.

Klassisk förarkrets

För självmontering av LED-strömförsörjningen kommer vi att ta itu med den enklaste enheten av en pulstyp som inte har galvanisk isolering. Den största fördelen med denna typ av kretsar är dess enkla anslutning och pålitliga drift.

En 220 V-omvandlare krets presenteras som en växelströmförsörjning. Vid montering måste alla elsäkerhetsregler följas, eftersom det inte finns några begränsningar för strömutgången

Schemat för en sådan mekanism består av tre huvudsakliga kaskadområden:

1. Kapacitiv spänningsavskiljare.
2. Likriktaren.
3. Spänningsstabilisatorer.

Den första sektionen är den motverkning som utövas av växelström på kondensatorn Cl med ett motstånd. Det senare krävs enbart för oberoende laddning av det inerta elementet. Det påverkar inte kretsens drift.

Motståndets nominella värde kan ligga i intervallet 100 kOhm-1 Mom, med en effekt på 0,5-1 watt. Kondensatorn måste vara elektrolytisk, och dess effektiva amplitudspänningsvärde är 400-500 V

När den bildade halvvågspänningen passerar genom kondensatorn flyter strömmen tills plattorna är fulladdade. Ju mindre mekanismens kapacitet, desto mindre tid kommer att spenderas på dess fulla laddning.

Till exempel laddas en anordning med en volym av 0,3-0,4 μF under 1/10 av halvvågperioden, dvs endast en tiondel av den överförda spänningen passerar genom detta avsnitt.

Uträtningsprocessen i detta avsnitt genomförs enligt Gretz-schemat. Diodbron väljs med början från nominell ström och backspänning.I detta fall bör det sista värdet inte vara mindre än 600 V

Den andra kaskaden är en elektrisk anordning som konverterar (likriktar) växelström till pulserande. Denna process kallas halvvåg. Eftersom en del av halvvågen jämnades ut av en kondensator, vid utgången från detta avsnitt, blir likströmmen 20-25 V.

Eftersom strömförsörjningen till lysdioderna inte bör överstiga 12 V måste ett stabiliserande element användas för kretsen. För detta införs ett kapacitivt filter. Till exempel kan du använda modellen L7812

Den tredje kaskaden fungerar på basis av ett jämnande stabiliseringsfilter - en elektrolytisk kondensator. Valet av dess kapacitiva parametrar beror på belastningen.

Eftersom den monterade kretsen återger sitt arbete omedelbart är det omöjligt att röra vid de nakna trådarna, eftersom den ledda strömmen når tiotals ampere - linjerna är preliminärt isolerade.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Alla svårigheter som en radioamatör kan stöta på när man väljer en omvandlare för LED-lampor med hög effekt beskrivs i detalj i videon:

Viktiga funktioner för oberoende anslutning av omvandlaren till den elektriska kretsen:

Steg-för-steg-instruktion som beskriver LED-drivrutins DIY-monteringsprocess med improviserade medel:

Trots tillverkarens tiotusentals timmar av oavbruten drift av LED-lampor finns det många faktorer som minskar dessa indikatorer avsevärt.

Drivrutinerna är utformade för att jämna ut alla strömmar i det elektriska systemet. Deras val eller självmontering måste närma sig ansvarsfullt efter beräkning av alla nödvändiga parametrar.

Berätta hur du valde drivrutinen för LED-lampan. Dela dina argument och sätt att stabilisera strömförsörjningen till en diodbelysningsenhet. Lämna kommentarer i blocket nedan, ställ frågor, skriv foton om artikelns ämne.