Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

LED лампите станаха широко разпространени и в резултат на това започна активното производство на вторични източници на енергия. Драйверът на LED лампата е в състояние стабилно да поддържа зададените стойности на тока на изхода на устройството, като стабилизира напрежението, преминаващо през диодната верига.

Ще разкажем всичко за видовете и принципите на работа на преобразувателя на ток за работа на диодна крушка. Предложената от нас статия дава насоки за избор на водач и дава полезни препоръки. Независимите електротехници ще намерят доказани в практиката схеми за окабеляване.

Цел и обхват

Диодни кристали се състоят от два полупроводника - анод (плюс) и катод (минус), които са отговорни за преобразуването на електрически сигнали. Една област има P-тип проводимост, втората - N. При свързване на ток през тези елементи протича ток.

Благодарение на тази полярност, електроните от зоната от тип P се втурват в зоната от N-тип и обратно, зарядите от точка N се придвижват към П. Все пак всеки участък от областта има свои собствени граници, наречени PN преходи. В тези области частиците се срещат и взаимно се абсорбират или рекомбинират.

Диодът принадлежи към полупроводникови елементи и има само един pn преход. Поради тази причина, основната характеристика, която определя степента на яркост на тяхното светене, не е напрежението, а токът

По време на PN преходи, напрежението се намалява с определен брой волта, винаги едно и също за всеки елемент на веригата. Като се имат предвид тези стойности, водачът стабилизира входния ток и формира постоянна стойност на изхода.

Каква мощност се изисква и какви стойности на загуби по време на преминаването на ПН са посочени в паспорта на LED устройството. Затова при избора на диодна крушка е необходимо да се вземат предвид параметрите на захранването, чийто обхват трябва да бъде достатъчен, за да компенсира загубената енергия.

За да могат светодиодите с висока мощност да изработят определеното в характеристиките време, е необходимо стабилизиращо устройство - водачът. Корпусът на електронния механизъм винаги показва своето изходно напрежение.

За захранване на осветителни устройства се използват захранващи устройства с напрежение от 10 до 36 V.

Техниката може да бъде от различен тип:

  • фарове на автомобили, велосипеди, мотоциклети и др .;
  • малки преносими или улични лампи;
  • LED владетели, ленти, таванни лампи и модули.

Въпреки това, за светодиодите с ниска мощност, както и в случай на използване на постоянно напрежение, не се разрешава използването на драйвери. Вместо тях в схемата се въвежда резистор, захранван от 220 V.

Принципът на работа на електрозахранването

Нека да видим какви са разликите между източника на напрежение и захранването. Като пример, разгледайте схемата, показана по-долу.

Чрез свързване към 12 V захранване на 40 Ohm резистор, през него ще тече ток от 300 mA (Фигура А). При паралелно свързване към веригата на втория резистор, текущата стойност ще бъде - 600 mA (B). Въпреки това, напрежението ще остане непроменено.

Въпреки свързването на два резистора към захранването, вторият изход ще произвежда постоянно напрежение, тъй като при идеални условия той не се подчинява на товара

Сега ще разгледаме как се променят стойностите, ако резисторите са свързани към захранването във веригата. По подобен начин, ние въвеждаме 40 ома резистор с водач от 300 mA. Последното създава напрежение от 12 V върху нея (схема Б).

Ако веригата се състои от два резистора, тогава текущата стойност е непроменена, а напрежението ще бъде 6 V (H).

За разлика от източника на напрежение, водачът поддържа текущите параметри на изхода, но напрежението може да се промени

Като правим изводи, можем да кажем, че качествен преобразувател доставя товара с номинален ток, дори когато напрежението спадне. Съответно, диодни кристали от 2 V или 3 V и ток от 300 mA ще изгорят еднакво ярко с намалено напрежение.

Отличителни характеристики на преобразувателя

Един от най-важните показатели е предаваната мощност при натоварване. Устройството не може да бъде претоварено и се опитайте да получите максимално възможните резултати.

Неправилното използване допринася за бързото разрушаване не само на механизма за гледане, но и на LED чиповете.

Основните фактори, засягащи работата, включват:

  • съставни елементи, използвани в процеса на сглобяване;
  • степен на защита (IP);
  • минимални и максимални стойности на входа и изхода;
  • производител.

Съвременните модели преобразуватели са произведени на базата на микросхеми и прилагат технологията на преобразуване на широчината на импулсите (PWM).

По време на работата на блока за захранване се прилага методът на модулация на широчината на импулса за регулиране на изходното напрежение, докато изходът поддържа подобен вид ток като този на входа.

Такива устройства имат висока степен на защита срещу късо съединение, мрежови претоварвания и също така имат повишена ефективност.

Текущи правила за избор на конвертор

За да закупите светодиоден конвертор, трябва да проучите основните характеристики на устройството. Необходимо е да се разчита на изходното напрежение, номиналния ток и изходната мощност.

Мощност на светлинните диоди

Нека първо анализираме изходното напрежение, което е предмет на няколко фактора:

  • стойността на загубата на напрежение при PN преходи на кристали;
  • броя на светлинните диоди във веригата;
  • схема на свързване.

Параметрите на номиналния ток могат да се определят от характеристичните характеристики на потребителя, а именно силата на светодиодните елементи и степента на тяхната яркост.

Този индикатор ще повлияе на тока, консумиран от кристалите, чийто обхват варира в зависимост от необходимата яркост. Задачата на преобразувателя е да осигури тези елементи с необходимата енергия.

Изходното напрежение трябва да бъде по-голямо или равно на общото количество енергия, изразходвано във всяка електрическа верига.

Мощността на устройството зависи от силата на всеки светодиоден елемент, техния цвят и количество.

За изчисляване на потреблението на енергия се използва следната формула:

P H = P LED * N,

където

  • P LED - електрически товар, създаден от един диод,
  • N е броят на кристалите във веригата.

Тези цифри не трябва да бъдат по-малки от мощността на водача. Сега е необходимо да се определи необходимата номинална стойност.

Максимална мощност на устройството

Необходимо е да се отчете факта, че за да се осигури стабилна работа на преобразувателя, номиналните му стойности трябва да надвишават получената стойност P H с 20-30%.

Така формулата приема формата:

P max ≥ (1, 2..1, 3) * P H,

където P max е номиналната мощност на захранването.

В допълнение към мощността и броя на потребителите на борда, силата на натоварване също подлежи на цветовите фактори на потребителя. При същия ток, в зависимост от цвета, те имат различни индикатори за спадане на напрежението.

Драйверът на светодиодната лампа трябва да произвежда необходимото количество ток, за да се осигури максимална яркост. Когато избирате устройството, купувачът трябва да помни, че захранването трябва да бъде по-голямо от това, което използват всички светодиоди

Вземете например светодиодите на американската компания Cree от линията XP-E в червено.

Техните характеристики са следните:

  • спад на напрежението от 1.9-2.4 V;
  • ток 350 mA;
  • средна консумация на енергия от 750 mW.

Аналог на зеления цвят със същия ток ще има напълно различни индикатори: загубата на PN преходи е 3.3–3.9 V, а мощността е 1.25 W.

Съответно можем да направим изводи: шофьор, проектиран за 10 W, се използва за захранване на дванадесет червени кристала или осем зелени.

Диаграма за свързване на LED

Изборът на водача трябва да се извърши след определяне на схемата за свързване на потребителите с LED. Ако за първи път закупите светлинни диоди, а след това вземете конвертор за тях, този процес ще бъде придружен от много трудности.

За да намерите устройство, което осигурява работата на такъв брой потребители с дадена схема на свързване, ще трябва да прекарате много време.

Да дадем пример с шест потребители. Загубите на напрежение, които имат, са 3 V, консумираният ток е 300 mA. За да ги свържете, можете да използвате един от методите и във всеки случай необходимите параметри на захранването ще бъдат различни.

Недостатъкът на алтернативното подреждане на диоди е необходимостта от захранване с високо напрежение, ако има много кристали във веригата.

В нашия случай, при серийно свързване, се изисква 18 V блок с ток от 300 mA. Основното предимство на този метод е, че една и съща сила преминава през цялата линия, съответно всички диоди са осветени с еднаква яркост.

Недостатъкът на паралелното поставяне на потребителите е разликата в яркостта на светенето на всяка верига. Подобно негативно явление възниква поради изменението на параметрите на диодите, дължащо се на разлики между тока, преминаващ през всяка линия.

Ако се използва успоредно разположение, достатъчно е да се използва 9 V конвертор, но стойностите на консумацията на ток ще се удвоят в сравнение с предишния метод.

Методът на последователно подреждане на два диода не може да се приложи при подмяна на броя на кристалите в групата - 3 или повече. Такива ограничения се дължат на факта, че твърде много ток може да премине през един елемент и това създава вероятност за отказ на цялата верига.

Ако се използва последователен метод с образуването на двойки от два светодиода, се използва драйвер със същите показатели, както в предишния случай. В този случай, яркостта на осветлението ще бъде вече равномерна.

Дори и тук нямаше отрицателни нюанси: когато мощността се прилага към групата, поради различия в характеристиките, един от светодиодите може да се отвори по-бързо от втория, съответно, и ток, който двойно надвишава номиналната стойност.

Много видове светодиоди за домашно осветление са предназначени за такива краткосрочни скокове, но този метод е по-малко популярен.

Видове драйвери по тип устройство

Устройствата, които преобразуват 220 V мощност към необходимите индикатори за светодиоди, са условно разделени в три категории: електронни; базирани на кондензатори; димиране.

Пазарът на аксесоари за осветление е представен от голямо разнообразие от модели шофьори, главно от китайския производител. И въпреки ниския ценови диапазон, от тези устройства, можете да изберете доста прилична опция. Заслужава да се обърне внимание на гаранционната карта, t. не всички продукти са с приемливо качество.

Електронен изглед на устройството

В идеалния случай електронният преобразувател трябва да бъде оборудван с транзистор. Неговата роля е да извърши разтоварването на регулиращия чип. За да се елиминира или максимизира изглаждането на пулсациите, на изхода се монтира кондензатор.

Този тип устройство принадлежи към скъпа категория, но може да стабилизира тока до 750 mA, за което баластните механизми не могат.

Най-новите драйвери са инсталирани главно на електрически крушки с гнездо E27. Изключение от правилото са продуктите на Гаус GU5.3. Те са оборудвани с преобразувател без трансформатор. Въпреки това, степента на пулсация в тях достига няколкостотин Hz.

Пулсирането не е единственият недостатък в преобразувателите. Вторият може да бъде наречен електромагнитна интерференция на високочестотния (HF) обхват. Така че, ако други електрически устройства, например радио, са свързани към гнездо, свързано към лампа, можете да очаквате намеса в приемането на цифрови FM честоти, телевизия, рутер и др.

В опционално устройство от висококачествен инструмент трябва да има два кондензатора: единият е електролитен за изглаждане на пулсациите, другият е керамичен, за понижаване на ВЧ. Тази комбинация обаче може да се срещне рядко, особено ако говорим за китайски продукти.

Тези, които имат общи концепции в такива електрически схеми, могат да избират независимо изходните параметри на електронния преобразувател, променяйки стойността на резисторите.

Поради високата ефективност (до 95%) такива механизми са подходящи за устройства с голяма мощност, използвани в различни области, например за настройка на автомобили, за устройства за улично осветление, както и за потребителски LED източници.

Кондензаторно захранване

Сега се обърнете към не толкова популярни устройства - базирани на кондензатори. Почти всички схеми на евтини LED лампи, където се използват тези типове драйвери, имат сходни характеристики.

Въпреки това, поради модификации от страна на производителя, те преминават през промени, например отстраняването на всеки елемент от веригата. Особено често този детайл е един от кондензаторите - изглаждане.

Поради неконтролираното пълнене на пазара с евтини и нискокачествени стоки, потребителите могат да „почувстват” 100% пулсация в лампите. Дори и без да влизат в тяхното устройство, може да се твърди, че изглаждащият елемент е отстранен от веригата.

Има само две предимства на такива механизми: те са достъпни за самосглобяване и тяхната ефективност е равна на сто процента, тъй като загубите ще бъдат само на pn преходи и съпротивления.

Същият брой отрицателни страни: ниска електрическа безопасност и висока степен на пулсация. Вторият недостатък е около 100 Hz и се формира в резултат на коригиране на променливото напрежение. ГОСТ регистрира допустимата скорост на пулсация от 10-20%, в зависимост от предназначението на помещението, в което е монтирано осветлението.

Единственият начин за изглаждане на този недостатък е да се избере кондензатор с правилния рейтинг. Въпреки това не трябва да се разчита на пълното премахване на проблема - такова решение може само да изглади интензитета на избухванията.

Токови предаватели с димиране

Заглушителите за димиране на LED-лампите ви позволяват да променяте входящите и изходящите индикатори на тока, като същевременно намалявате или увеличавате яркостта на светлината, излъчвана от диодите.

Има два метода на свързване:

  • първият включва плавен старт;
  • вторият е пулсиращ.

Помислете за принципа на работа на димиращите драйвери на базата на чипа CPC9909, използван като регулиращо устройство за светодиодни схеми, включително тези с висока яркост.

Стандартна комутационна схема CPC9909 с 220 V. Според схематичните инструкции е възможно да се контролира един или няколко мощни консуматора.

С мек старт, микросхемата с драйвер осигурява постепенно включване на диоди с увеличаваща се яркост. За този процес се използват два резистора, свързани към LD терминала, проектиран да изпълнява задачата за плавно затъмняване. Така се реализира една важна задача - удължаване на живота на светодиодните елементи.

Същият изход осигурява аналогово регулиране - резистор 2.2 kΩ се променя на по-мощен променлив аналог - 5.1 kΩ. По този начин се постига постепенна промяна в производствения потенциал.

Използването на втория метод предполага прилагане на правоъгълни импулси към нискочестотния изход на PWMD. В този случай се използва или микроконтролер, или импулсен генератор, които са задължително разделени от оптрони.

С или без корпус?

Водачите се издават в случая или без него. Първият вариант е най-често срещаният и по-скъп. Такива устройства са защитени от влага и прахови частици.

При извършване на скритата инсталация се прилагат адаптации от втори тип и съответно се различават по евтино.

Захранването на всички представени устройства може да бъде от мрежата 12 V или 220 V. Независимо от факта, че непакетираните модели се възползват от цената, те значително изостават по отношение на безопасността и надеждността на механизма.

Всеки от тях се различава по допустимата температура по време на работа - необходимо е да се обърне внимание и на избора.

Класическа схема на водача

За самостоятелно сглобяване на светодиодното захранване, нека да се справим с най-простото устройство от импулсен тип, което няма галванична изолация. Основното предимство на този вид верига е проста връзка и надеждна работа.

Схемата на преобразувателя 220 V е представена като превключващо захранване. При сглобяването е необходимо да се спазват всички правила за електрическа безопасност, тъй като няма ограничения за текущото възстановяване.

Схемата на такъв механизъм се състои от три основни каскадни области:

  1. Разделител на напрежението на капацитет.
  2. Токоизправителя.
  3. Стабилизатори на напрежението.

Първата част - опозицията, упражнявана от променлив ток на кондензатор С1 с резистор. Последното се изисква единствено за самозареждане на инертния елемент. Това не влияе на работата на веригата.

Номиналната стойност на резистора може да бъде в диапазона от 100 kΩ-1 MΩ, с мощност 0, 5-1 W. Кондензаторът трябва да бъде електролитен и неговата ефективна стойност на пиково напрежение е 400-500 V

Когато полученото полу-вълново напрежение минава през кондензатора, токът тече, докато плочите са напълно заредени. Чем меньше емкость механизма, тем меньше времени будет затрачено на его полный заряд.

Например, прибор объемом 0, 3-0, 4 мкФ заряжается в течение 1/10 периода полуволны, т. е. всего десятая доля проходящего напряжения пройдет через этот участок.

Процесът на изправяне в тази област се извършва съгласно схемата на Грец. Диодният мост е избран, като се започне от номиналния ток и обратното напрежение. Последната стойност не трябва да бъде по-малка от 600 V

Вторият етап е електрическо устройство, което превръща (коригира) променлив ток в пулсиращ. Този процес се нарича пълна вълна. Тъй като една част от полу вълната е изгладена от кондензатор, на изхода на тази секция постоянният ток ще бъде равен на 20-25 V.

Тъй като захранването на светодиодите не трябва да надвишава 12 V, за веригата е необходимо да се използва стабилизиращ елемент. За тази цел се въвежда капацитивен филтър. Например, можете да използвате модела L7812

Третият етап се основава на изглаждащ стабилизиращ филтър - електролитен кондензатор. Изборът на неговите капацитивни параметри зависи от силата на натоварване.

Тъй като сглобената верига възпроизвежда работата си наведнъж, не е възможно да се докосват голите кабели, тъй като токът достига десетки ампера - линиите са предварително изолирани.

Заключения и полезно видео по темата

Всички трудности, с които може да се сблъска един радиолюбител, взимайки конвертор за мощни LED лампи, са описани подробно във видеото:

Основни характеристики на самостоятелно свързване на преобразувателното устройство в електрическата верига:

Стъпка по стъпка брифинг, описващ процеса на сглобяване на LED драйвер с ръчно изработени инструменти:

Въпреки десетките хиляди часове непрекъсната работа на LED лампите, декларирани от производителя, има много фактори, които значително намаляват тези цифри.

Драйверите са проектирани да изгладят всички настоящи отскоци в електрическата система. При избора или самостоятелното им сглобяване трябва да се подхожда отговорно след неправилно изчисляване на всички необходими параметри.

Кажете ни как да вземем драйвера за LED крушката. Споделете вашите аргументи и начини за стабилизиране на захранването с диодно осветление. Оставете коментарите в блока по-долу, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Електротехник