Drivere for lysdioder: typer, egenskaper og utvalgskriterier for enheter

Garantien for lysstyrke, effektivitet og holdbarhet for LED-kilder er riktig strømforsyning, som kan leveres av spesielle elektroniske enheter - drivere for lysdioder. De konverterer vekselstrømmen i 220V-nettverket til en likestrømsspenning med en gitt verdi. For å forstå hvilken funksjon omformerne utfører og hva du skal se etter når du velger dem, vil en analyse av hovedtypene og egenskapene til enhetene hjelpe.

Formål med LED-drivere for lysdioder

Hovedfunksjonen til LED-driveren er å gi en stabilisert strøm gjennom LED-enheten. Verdien av strømmen som strømmer gjennom halvlederkrystallet må tilsvare passparametrene til lysdioden. Dette vil sikre stabiliteten til krystall luminescensen og bidra til å unngå for tidlig nedbrytning. I tillegg vil spenningsfallet ved en gitt strøm tilsvare verdien som kreves for p-n-krysset. Du kan finne ut den tilsvarende forsyningsspenningen til LED-en ved hjelp av strømspenningskarakteristikken.

Når du belyser bolig- og kontorlokaler med LED-lamper og armaturer, brukes drivere som får strøm fra et 220V AC-nettverk. Bilbelysning (frontlys, kjørelys osv.), Sykkellykter, bærbare lamper bruker likestrømskilder i området 9 til 36V. Noen laveffekts-lysdioder kan kobles til uten driver, men da må en motstand legges til LED-bryterkretsen i 220 volt nettverket.

Spenningen til driveren ved utgangen er indikert i intervallet av to sluttverdier, mellom hvilke stabil drift er sikret. Det er adaptere med et intervall fra 3V til flere dusin. For å drive en krets med 3 seriekoblede hvite lysdioder, som hver har en effekt på 1 W, trenger du en driver med utgangsverdier U - 9-12 V, I - 350 mA. Spenningsfallet for hver krystall vil være ca 3,3V, til sammen 9,9V, som vil være innenfor førerens rekkevidde.

Hovedegenskaper for omformere

Før du kjøper en driver for lysdioder, bør du gjøre deg kjent med de grunnleggende egenskapene til enhetene.Disse inkluderer utgangsspenning, nominell strøm og effekt. Omformerens utgangsspenning avhenger av spenningsfallet over LED-kilden, samt på tilkoblingsmetoden og antall lysdioder i kretsen. Strømmen avhenger av kraften og lysstyrken til de utstrålende diodene. Føreren må gi lysdiodene den strømmen de trenger for å opprettholde den nødvendige lysstyrken.

En av de viktigste egenskapene til sjåføren er kraften som enheten leverer som last. Valget av drivereffekt påvirkes av kraften til hver LED-enhet, det totale antallet og fargen på LED-lampene. Algoritmen for å beregne effekten er at enhetens maksimale effekt ikke skal være lavere enn forbruket av alle lysdioder:

P = P (led) × n,

hvor P (led) er kraften til en enkelt LED-kilde, og n er antall lysdioder.

I tillegg må en forutsetning være oppfylt, der det vil være sikret en kraftreserve på 25-30%. Dermed må den maksimale effektverdien ikke være mindre enn verdien (1,3 x P).

Fargeegenskapene til lysdiodene bør også tas i betraktning. Tross alt har halvlederkrystaller i forskjellige farger forskjellige mengder spenningsfall når en strøm med samme styrke passerer gjennom dem. Så spenningsfallet til en rød LED med en strøm på 350 mA er 1,9-2,4 V, så vil gjennomsnittsverdien av strømmen være 0,75 W. For den grønne analogen er spenningsfallet i området fra 3,3 til 3,9V, og ved samme strøm vil effekten allerede være 1,25 watt. Dette betyr at 16 røde LED-kilder eller 9 grønne kan kobles til driveren for 12V LED.

Nyttige råd! Når du velger en driver for lysdioder, anbefaler eksperter å ikke overse enhetens maksimale strømverdi.

Hva er driverne for lysdioder etter enhetstype

Drivere for lysdioder er klassifisert etter enhetstype i lineær og impuls. Strukturen og den typiske kretsen til en LED-driver av lineær type er en p-kanal transistorstrømgenerator. Slike innretninger gir jevn strømstabilisering under forutsetning av ustabil spenning på inngangskanalen. De er enkle og billige enheter, men de har lav effektivitet, genererer mye varme under drift og kan ikke brukes som drivere for kraftige lysdioder.

Pulsenheter lager en serie høyfrekvente pulser i utgangskanalen. Arbeidet deres er basert på prinsippet om PWM (pulsbreddemodulasjon), når gjennomsnittsverdien av utgangsstrømmen bestemmes av driftssyklusen, dvs. forholdet mellom pulsvarigheten og antall repetisjoner. Endringen i verdien av den gjennomsnittlige utgangsstrømmen skjer på grunn av at pulsfrekvensen forblir uendret, og driftssyklusen varierer fra 10-80%.

På grunn av deres høye konverteringseffektivitet (opptil 95%) og kompaktheten til enheter, brukes de mye til bærbare LED-strukturer. I tillegg har effektiviteten til enhetene en positiv effekt på varigheten av funksjonen til autonome kraftenheter. Puls-omformere er kompakte i størrelse og har et omfattende inngangsspenningsområde. Ulempen med disse enhetene er det høye nivået av elektromagnetisk interferens.

Nyttige råd! LED-driveren skal kjøpes på det tidspunktet du velger LED-kilder, etter å ha bestemt LED-kretsen fra 220 volt.

Før du velger en driver for lysdioder, må du vite forholdene for dens funksjon og plasseringen av LED-enheter. Pulsbreddere, som er basert på en enkelt mikrokrets, har miniatyrmål og er designet for å få strøm fra autonome lavspenningskilder.Hovedapplikasjonene til disse enhetene er biljustering og LED-belysning. På grunn av bruken av en forenklet elektronisk krets er kvaliteten på slike omformere imidlertid noe lavere.

Dimbare LED-drivere

Moderne LED-drivere er kompatible med halvlederdæmpningsenheter. Bruken av dimbare drivere lar deg kontrollere belysningsnivået i lokalene: reduser intensiteten av gløden på dagtid, fremhev eller skjul individuelle elementer i interiøret, sone rommet. Dette gjør det igjen ikke bare mulig å rasjonelt bruke strøm, men også å spare ressursen til LED-lyskilden.

Dimbare drivere er av to typer. Noen er koblet mellom strømforsyningen og LED-kildene. Disse enhetene styrer energien fra strømforsyningen til lysdiodene. Slike enheter er basert på PWM-kontroll, der energi tilføres belastningen i form av pulser. Pulsenes varighet bestemmer energimengden fra minimum til maksimumsverdi. Drivere av denne typen brukes hovedsakelig til LED-moduler med fast spenning, for eksempel LED-striper, krypende linjer osv.

Dimbare omformere av andre type styrer direkte strømforsyningen. Prinsippet for deres drift er både i PWM-regulering og i å kontrollere mengden strøm som strømmer gjennom lysdiodene. Dimmbare drivere av denne typen brukes til konstantstrøm LED-armaturer. Det skal bemerkes at når du kontrollerer lysdioder ved hjelp av PWM-kontroll, observeres effekter som påvirker synet negativt.

Sammenligning av disse to kontrollmetodene er det verdt å merke seg at når man regulerer mengden strøm gjennom LED-kilder, observeres ikke bare en endring i glødens lysstyrke, men også en endring i fargen på gløden. Så, hvite lysdioder avgir et gulaktig lys ved en lavere strøm, og når de forstørres, lyser de blå. Når lysdioder styres av PWM-kontroll, observeres negative effekter på synet og et høyt nivå av elektromagnetisk interferens. I denne forbindelse brukes PWM-kontroll sjelden i motsetning til nåværende kontroll.

Driverkretser for lysdioder

Mange produsenter produserer drivermikrokretser for lysdioder, som tillater strømforsyning fra underspenning. Alle eksisterende drivere er delt inn i enkle, laget på basis av 1-3 transistorer og mer komplekse ved hjelp av spesielle mikrokretsløp med pulsbreddemodulasjon.

ON Semiconductor tilbyr et bredt utvalg av IC-er som førerbase. De preges av rimelig pris, utmerket konverteringseffektivitet, økonomi og lavt nivå av elektromagnetiske impulser. Produsenten presenterte en pulsdriver UC3845 med en utgangsstrøm på opptil 1A. På en slik mikrokrets kan du implementere en førerkrets for en 10W LED.

HV9910 (Supertex) elektroniske komponenter er populære driver-IC-er på grunn av deres enkle kretsoppløsning og lave pris. Den har en innebygd spenningsregulator og ledninger for dimningskontroll, samt en utgang for programmering av svitsjefrekvensen. Utgangsstrømverdien er opptil 0,01 A. Det er mulig å implementere en enkel LED-driver på denne mikrokretsen.

Basert på UCC28810-mikrokretsen (produsert av Texas Instruments), kan du lage en førerkrets for kraftige LED-lys. I en slik LED-driverkrets kan det opprettes en utgangsspenning på 70-85V for LED-moduler som består av 28 LED-kilder med en strøm på 3 A.

Nyttige råd! Hvis du planlegger å kjøpe 10 W superlyse lysdioder, kan du bruke en pulsdriver på UCC28810-brikken til design fra dem.

Clare tilbyr en enkel puls-type driver basert på CPC 9909-mikrokretsen. Den inkluderer en omformerkontroller som er plassert i en kompakt pakke. På grunn av den innebygde spenningsstabilisatoren kan omformeren drives fra en spenning på 8-550V. CPC 9909-mikrokretsen gjør at sjåføren kan operere i et bredt spekter av temperaturforhold fra -50 til 80 ° C.

Hvordan velge en driver for lysdioder

Det finnes et bredt utvalg av LED-drivere på markedet fra forskjellige produsenter. Mange av dem, spesielt de som er produsert i Kina, har en lav pris. Imidlertid er det ikke alltid lønnsomt å kjøpe slike enheter, siden de fleste av dem ikke oppfyller de deklarerte egenskapene. I tillegg er slike drivere ikke ledsaget av noen garanti, og hvis en mangel blir funnet, kan de ikke returneres eller erstattes med høykvalitets.

Så det er en mulighet for å kjøpe en driver, hvis deklarerte kraft er 50 W. Imidlertid viser det seg i virkeligheten at denne karakteristikken har en variabel karakter, og denne kraften er bare kortsiktig. I virkeligheten vil en slik enhet fungere som en 30W LED-driver eller maksimalt 40W. Det kan også vise seg at fyllingen mangler noen av komponentene som er ansvarlige for stabil drift av sjåføren. I tillegg kan komponenter av lav kvalitet og med kort levetid brukes, som i det vesentlige er en feil.

Når du kjøper, bør du være oppmerksom på indikasjonen av produktets merke. Et kvalitetsprodukt vil definitivt indikere produsenten som vil gi en garanti og vil være klar til å være ansvarlig for produktene. Det skal bemerkes at levetiden til drivere fra pålitelige produsenter vil være mye lenger. Nedenfor er den omtrentlige kjøretiden til driverne, avhengig av produsent:

• sjåfør fra tvilsomme produsenter - ikke mer enn 20 tusen timer;
• enheter av middels kvalitet - omtrent 50 tusen timer;
• en omformer fra en pålitelig produsent som bruker kvalitetskomponenter - over 70 tusen timer.

Nyttige råd! Kvaliteten på LED-driveren er opp til deg. Det skal imidlertid bemerkes at det er spesielt viktig å kjøpe en proprietær omformer når det gjelder å bruke den til LED-lyskastere og kraftige lamper.

Beregning av drivere for lysdioder

For å bestemme spenningen ved utgangen til en LED-driver, må du beregne forholdet mellom effekt (W) og strøm (A). For eksempel har driveren følgende egenskaper: effekt 3 W og strøm 0,3 A. Det beregnede forholdet er 10V. Dermed vil dette være den maksimale verdien av utgangsspenningen til denne omformeren.

Relatert artikkel:

Hvis du trenger å koble til 3 LED-kilder, hvor strømmen hver er 0,3 mA ved en forsyningsspenning på 3V. Ved å koble en av enhetene til LED-driveren, vil utgangsspenningen være 3V og en strøm på 0,3 A. Etter å ha samlet to LED-kilder i serie, vil utgangsspenningen være 6V og en strøm på 0,3 A.Ved å legge en tredje LED til seriekjeden får vi 9V og 0,3 A.Ved tilkobling parallelt vil 0,3 A fordeles likt mellom lysdiodene ved 0,1 A. Ved å koble lysdiodene til en 0,3 A-enhet med en nåværende verdi på 0,7, vil de bare få 0,3 A.

Dette er algoritmen for funksjonen til LED-drivere. De leverer strømmen de er designet for. Måten å koble til LED-enheter i dette tilfellet spiller ingen rolle.Det er drivermodeller som antar et hvilket som helst antall lysdioder som er koblet til dem. Men så er det en begrensning på kraften til LED-kilder: den bør ikke overstige kraften til sjåføren selv. Drivere er tilgjengelige for et spesifikt antall tilkoblede lysdioder. Det er færre lysdioder som kan kobles til dem. Men slike drivere har lav effektivitet, i motsetning til enheter designet for et bestemt antall LED-enheter.

Det skal bemerkes at driverne designet for et fast antall sendedioder er beskyttet mot nødsituasjoner. Slike omformere fungerer ikke riktig hvis færre lysdioder er koblet til dem: de vil flimre eller vil ikke lyse i det hele tatt. Dermed, hvis du kobler en spenning til driveren uten tilsvarende belastning, vil den være ustabil.

Hvor å kjøpe LED-drivere

Du kan kjøpe LED-driver på spesialiserte punkter som selger radiokomponenter. I tillegg er det mye mer praktisk å bli kjent med produktene og bestille det nødvendige produktet ved hjelp av katalogene til de aktuelle nettstedene. I tillegg kan du i nettbutikker kjøpe ikke bare omformere, men også LED-belysningsenheter og relaterte produkter: Strømforsyninger, kontrollenheter, tilkoblingsverktøy, elektroniske komponenter for reparasjon og montering av en driver for lysdioder med egne hender.

Selgende selskaper presenterte et stort utvalg av LED-drivere, hvis tekniske egenskaper og priser kan sees i prislistene. Prisene på produkter er som regel veiledende og spesifiseres ved bestilling fra en prosjektleder. Serien inkluderer omformere med forskjellige krefter og beskyttelsesgrader, brukt til utendørs og innendørs belysning, samt for belysning og innstilling av biler.

Når du velger en driver, bør du ta hensyn til bruksforholdene og strømforbruket til LED-strukturen. Derfor er det nødvendig å kjøpe en driver før du kjøper lysdioder. Så før du kjøper en driver for 12 volt lysdioder, må du ta i betraktning at den skal ha en effektreserve på omtrent 25-30%. Dette er nødvendig for å redusere risikoen for skade eller fullstendig svikt i enheten i tilfelle kortslutning eller spenningsfall i nettverket. Kostnaden for omformeren avhenger av antall kjøpte enheter, betalingsmåte og leveringstid.

Tabellen viser hovedparametrene og dimensjonene til 12 volt spenningsstabilisatorer for lysdioder med en indikasjon på deres omtrentlige pris:

LD DC / AC 12 V modifisering	Dimensjoner, mm (h / b / d)	Utgangsstrøm, A	Kraft, W	pris, gni.
1x1W 3-4VDC 0.3A MR11	8/25/12	0,3	1x1	73
3x1W 9-12VDC 0.3A MR11	8/25/12	0,3	3x1	114
3x1W 9-12VDC 0.3A MR16	12/28/18	0,3	3x1	35
5-7x1W 15-24VDC 0,3A	12/14/14	0,3	5-7x1	80
10W 21-40V 0,3A AR111	21/30	0,3	10	338
12W 21-40V 0,3A AR11	18/30/22	0,3	12	321
3x2W 9-12VDC 0.4A MR16	12/28/18	0,4	3x2	18
3x2W 9-12VDC 0,45A	12/14/14	0,45	3x2	54

 

Lage drivere for lysdioder med egne hender

Ved hjelp av ferdige mikrokretser kan radioamatører uavhengig sette sammen drivere for lysdioder med forskjellige krefter. For å gjøre dette må du kunne lese elektriske diagrammer og ha ferdigheter i å arbeide med loddejern. For eksempel kan du vurdere flere alternativer for DIY LED-drivere for LED.

Driverkretsen for 3W LED kan implementeres basert på den kinesiske PowTech PT4115-brikken. Mikrokretsen kan brukes til å drive LED-enheter over 1W og inkluderer kontrollenheter som har en tilstrekkelig kraftig transistor ved utgangen. Den PT4115-baserte driveren er svært effektiv og har et minimum antall stroppkomponenter.

PT4115 oversikt og tekniske parametere for komponentene:

• funksjon av lysstyrkekontroll (dimming);
• inngangsspenning - 6-30V;
• utgangsstrømverdi - 1,2 A;
• nåværende stabiliseringsavvik opp til 5%;
• beskyttelse mot lastbrudd;
• tilstedeværelsen av konklusjoner for nedblending
• effektivitet - opptil 97%.

Mikrokretsen har følgende konklusjoner:

• for utgangsbryteren - SW;
• for signal- og forsyningsseksjonen til kretsen - GND;
• for lysstyrkekontroll - DIM;
• inngangsstrømssensor - CSN;
• forsyningsspenning - VIN;

Diy LED-driverkrets basert på PT4115

Driverkretser for å forsyne LED-enheter med en spredningseffekt på 3 W kan utføres i to versjoner. Den første antar tilstedeværelsen av en strømkilde med en spenning på 6 til 30V. I en annen ordning tilføres strøm fra en vekselstrømskilde med en spenning på 12 til 18V. I dette tilfellet blir en diodebro introdusert i kretsen, ved utgangen som en kondensator er installert. Det hjelper til med å jevne ut spenningssvingninger, kapasiteten er 1000 μF.

For den første og andre kretsen er kondensatoren (CIN) av spesiell betydning: denne komponenten er designet for å redusere krusningen og kompensere for energien som akkumuleres av induktoren når MOP-transistoren slås av. I fravær av en kondensator vil all induktansenergi gjennom DShB (D) halvlederdiode gå til forsyningsspenningsterminalen (VIN) og forårsake et sammenbrudd i mikrokretsen i forhold til forsyningen.

Nyttige råd! Det må tas i betraktning at tilkobling av LED-driveren i fravær av en inngangskondensator ikke er tillatt.

Gitt antall og hvor mye LED-lampene bruker, beregnes induktansen (L). I LED-driverkretsen skal induktansen velges, hvis verdi er 68-220 μH. Dette fremgår av dataene i den tekniske dokumentasjonen. Det er mulig å innrømme en liten økning i verdien av L, men det bør tas i betraktning at da vil effektiviteten til kretsen som helhet reduseres.

Så snart spenning er påført, vil verdien av strømmen som går gjennom motstanden RS (fungerer som en strømsensor) og L være null. Videre analyserer CS-komparatoren potensialnivåene før og etter motstanden - som et resultat vises en høy konsentrasjon ved utgangen. Strømmen som går til lasten stiger til en viss verdi kontrollert av RS. Strømmen øker avhengig av induktansverdien og spenningsverdien.

Montering av førerkomponenter

Stroppkomponentene til RT 4115-mikrokretsen velges under hensyntagen til produsentens instruksjoner. For CIN bør en kondensator med lav impedans (lav ESR-kondensator) brukes, ettersom bruk av andre analoger vil påvirke driverens effektivitet negativt. Hvis enheten får strøm fra en blokk med stabilisert strøm, kreves det en kondensator med en kapasitet på 4,7 μF eller mer på inngangen. Det anbefales å plassere den ved siden av mikrokretsen. Hvis strømmen veksler, må du introdusere en solid state tantal kondensator med en kapasitet på minst 100 μF.

Det må installeres en 68 μH induktor i bryterkretsen for 3 W lysdioder. Den skal være plassert så nær SW-terminalen som mulig. Du kan lage en spole selv. Dette vil kreve en ring fra en feil datamaskin og en viklingstråd (PEL-0,35). Dioden FR 103 kan brukes som diode D. Parametrene: kapasitans 15 pF, gjenopprettingstid 150 ns, temperatur fra -65 til 150 ° C. Den kan håndtere strømpulser opp til 30 A.

Minimumsverdien til RS-motstanden i LED-driverkretsen er 0,082 ohm, strømmen er 1,2 A. For å beregne motstanden, må du bruke strømmen som kreves for LED-en. Nedenfor er formelen å beregne:

RS = 0,1 / I,

der jeg er den nominelle strømmen til LED-kilden.

Verdien av RS i LED-driverkretsen er henholdsvis 0,13 Ohm, den nåværende verdien er 780 mA. Hvis en slik motstand ikke blir funnet, kan flere komponenter med lav motstand brukes, ved å bruke motstandsformelen for parallell- og seriekobling i beregningen.

DIY 10 Watt LED driveroppsett

Du kan montere en driver for en kraftig LED selv ved hjelp av elektroniske kort fra mislykkede lysrør. Oftest brenner lamper ut i slike lamper. Det elektroniske kortet er fortsatt i drift, noe som gjør at komponentene kan brukes til hjemmelagde strømforsyninger, drivere og andre enheter. For arbeid kan det hende du trenger transistorer, kondensatorer, dioder, induktorer (chokes).

Den defekte lampen må demonteres forsiktig med en skrutrekker. For å lage en driver for en 10W LED, bør du bruke en 20W lysrør. Dette er nødvendig slik at chokeren tåler belastningen med en margin. For en kraftigere lampe, bør du enten velge riktig brett, eller erstatte selve choken med en analog med en stor kjerne. For LED-kilder med lavere effekt kan antall svingete svinger justeres.

Videre, på toppen av de primære svingene i viklingen, er det nødvendig å lage 20 omdreininger av ledningen, og ved hjelp av et loddejern, koble denne viklingen med en likeretterdiode bro. Deretter bør du bruke spenning fra 220V-nettverket og måle utgangsspenningen på likeretteren. Verdien var 9,7V. LED-kilden gjennom amperemeteret forbruker 0,83 A. Den nominelle verdien til denne LED-en er imidlertid 900 mA, slik at lavere strømforbruk vil øke ressursen. Montering av diodebroen utføres ved hjelp av overflatemontering.

Det nye brettet og diodebroen kan plasseres i et stativ fra en gammel bordlampe. Dermed kan LED-driveren settes sammen uavhengig av tilgjengelige radiokomponenter fra sviktende enheter.

På grunn av at lysdioder er ganske krevende for strømforsyninger, er det nødvendig å velge en driver riktig for dem. Hvis omformeren er valgt riktig, kan du være sikker på at parametrene til LED-kildene ikke vil forringes, og LEDene vil tjene den tiltenkte perioden.