Kako odabrati upravljački program LED svjetiljke: vrste, svrha + značajke povezivanja

LED svjetiljke postale su raširene, zbog čega je započela aktivna proizvodnja sekundarnih izvora napajanja.Pokretač LED svjetiljke sposoban je stabilno održavati navedene vrijednosti struje na izlazu uređaja, stabilizirajući napon koji prolazi kroz diodni lanac.

Reći ćemo vam sve o vrstama i principima rada uređaja za pretvorbu struje za rad diodne žarulje. Naš članak daje smjernice za odabir vozača i daje korisne preporuke. Neovisni kućni električari naći će dijagrame spajanja dokazane u praksi.

Namjena i opseg korištenja

Kristali diode sastoje se od dva poluvodiča - anode (plus) i katode (minus), koji su odgovorni za transformaciju električnih signala. Jedno područje ima P-tip vodljivosti, drugo - N. Kada je izvor napajanja spojen, struja će teći kroz ove elemente.

Zbog ovog polariteta, elektroni iz zone P-tipa žure u zonu N-tipa, i obrnuto, naboji iz točke N hrle u P. Međutim, svaki dio regije ima svoje granice, koje se nazivaju P-N spojevi. Na tim se mjestima čestice susreću i međusobno apsorbiraju ili rekombiniraju.

Dioda je poluvodički element i ima samo jedan p-n spoj. Iz tog razloga, glavna karakteristika koja određuje svjetlinu njihovog sjaja nije napon, već struja

Tijekom P-N prijelaza napon se smanjuje za određeni broj volti, uvijek isti za svaki element strujnog kruga. Uzimajući u obzir ove vrijednosti, pokretač stabilizira dolaznu struju i proizvodi konstantnu vrijednost na izlazu.

Koja je snaga potrebna i koje su vrijednosti gubitaka tijekom P-N prolaska navedene u putovnici LED uređaja. Stoga, kada odabir diodne žarulje potrebno je voditi računa o parametrima napajanja čiji raspon mora biti dovoljan da nadoknadi izgubljenu energiju.

Da bi LED diode velike snage radile u vremenu navedenom u karakteristikama, potreban je stabilizirajući uređaj - drajver. Tijelo elektroničkog mehanizma uvijek pokazuje svoj izlazni napon

Napajanja s naponima od 10 do 36 V koriste se za opremanje rasvjetnih uređaja.

Oprema može biti različitih vrsta:

• prednja svjetla automobila, bicikala, motocikala itd.;
• male prijenosne ili ulične svjetiljke;
• led trake, vrpce, stropna svjetla i moduli.

Međutim za LED diode male snage, a također u slučaju korištenja konstantnog napona, dopušteno je ne koristiti upravljačke programe. Umjesto toga, u krug se dodaje otpornik, također napajan iz mreže od 220 V.

Princip rada napajanja

Razmotrimo koje su razlike između izvora napona i napajanja. Kao primjer, razmotrite dijagram prikazan u nastavku.

Spajanjem otpornika od 40 ohma na izvor napajanja od 12 V kroz njega će teći struja od 300 mA (slika A). Kada je drugi otpornik spojen paralelno na krug, trenutna vrijednost će biti 600 mA (B). Međutim, napon će ostati nepromijenjen.

Unatoč spajanju dva otpornika na izvor napajanja, drugi će stvoriti konstantan napon na izlazu, jer u idealnim uvjetima nije podložan opterećenju

Sada pogledajmo kako se vrijednosti mijenjaju ako su otpornici spojeni na napajanje u krugu. Slično, predstavljamo reostat od 40 Ohma s pogonom od 300 mA. Potonji na njemu stvara napon od 12 V (krug B).

Ako se krug sastoji od dva otpornika, tada je vrijednost struje nepromijenjena, a napon će biti 6 V (G).

Vozač, za razliku od izvora napona, održava navedene parametre struje na izlazu, ali snaga napona može varirati

Zaključujući, možemo reći da visokokvalitetni pretvarač opskrbljuje opterećenje nazivnom strujom čak i kada napon padne. U skladu s tim, diodni kristali s 2 V ili 3 V i strujom od 300 mA gorjet će jednako jako sa smanjenim naponom.

Izrazite karakteristike pretvarača

Jedan od najvažnijih pokazatelja je prenesena snaga pod opterećenjem. Nemojte preopteretiti uređaj i pokušajte postići najbolje moguće rezultate.

Nepravilna uporaba pridonosi brzom kvaru ne samo mehanizma za gledanje, već i LED čipova.

Glavni čimbenici koji utječu na rad uključuju:

• sastavni elementi koji se koriste u procesu montaže;
• stupanj zaštite (IP);
• minimalne i maksimalne vrijednosti na ulazu i izlazu;
• proizvođač.

Suvremeni modeli pretvarača proizvode se na temelju mikro krugova i koriste tehnologiju pretvorbe širine impulsa (PWM).

Tijekom rada napajanja uvedena je metoda modulacije širine impulsa za regulaciju izlaznog napona, dok se na izlazu održava ista vrsta struje kao i na ulazu

Takve uređaje karakterizira visok stupanj zaštite od kratkih spojeva, preopterećenja mreže, a također imaju povećanu učinkovitost.

Pravila za odabir strujnog pretvarača

Da biste kupili pretvarač LED svjetiljke, trebali biste proučiti ključ karakteristike uređaja. Vrijedi se osloniti na izlazni napon, nazivnu struju i izlaznu snagu.

LED snaga

Analizirajmo prvo izlazni napon, koji je podložan nekoliko čimbenika:

• vrijednost gubitaka napona na P-N spojevima kristala;
• broj svjetlosnih dioda u lancu;
• dijagram povezivanja.

Parametri nazivne struje mogu se odrediti karakterističnim značajkama potrošača, naime snagom LED elemenata i stupnjem njihove svjetline.

Ovaj indikator će utjecati na struju koju troše kristali, čiji raspon varira ovisno o potrebnoj svjetlini. Zadatak pretvarača je osigurati tim elementima potrebnu količinu energije.

Vrijednost izlaznog napona mora biti veća ili identična ukupnoj količini energije potrošene na svakom bloku električnog kruga

Snaga uređaja ovisi o jačini svakog LED elementa, njihovoj boji i količini.

Za izračun potrošene energije koristite sljedeću formulu:

P_H = P_LED *N,

Gdje

• P_LED – električno opterećenje koje stvara jedna dioda,
• N je broj kristala u lancu.

Dobiveni pokazatelji ne bi trebali biti manji od snage vozača. Sada je potrebno odrediti potrebnu nominalnu vrijednost.

Maksimalna snaga uređaja

Također treba uzeti u obzir da, kako bi se osigurao stabilan rad pretvarača, njegove nazivne vrijednosti moraju premašiti dobivenu P vrijednost za 20-30%._H.

Stoga formula ima oblik:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

gdje je P_max — nazivna snaga napajanja.

Osim snage i broja potrošača na ploči, snaga opterećenja ovisi i o faktorima boje potrošača. Uz istu struju, ovisno o sjeni, imaju različite padove napona.

Pokretač za LED svjetiljku mora dati količinu struje potrebnu za osiguranje maksimalne svjetline. Prilikom odabira uređaja, kupac mora zapamtiti da snaga mora biti veća od one koju koriste sve LED diode

Uzmimo, na primjer, LED diode američke tvrtke Cree iz linije XP-E u crvenoj boji.

Njihove karakteristike su sljedeće:

• pad napona 1,9-2,4 V;
• struja 350 mA;
• prosječna potrošnja energije 750 mW.

Zeleni analog pri istoj struji imat će potpuno različite pokazatelje: gubici na P-N spojevima su 3,3-3,9 V, a snaga je 1,25 W.

Prema tome, možemo izvući zaključke: pokretač snage 10 W koristi se za napajanje dvanaest crvenih kristala ili osam zelenih.

Dijagram spajanja LED dioda

Izbor drajvera treba izvršiti nakon utvrđivanja dijagrama spajanja LED potrošača. Ako prvo kupite svjetlosne diode, a zatim odaberete pretvarač za njih, ovaj proces će biti popraćen puno poteškoća.

Da biste pronašli uređaj koji osigurava rad točno ovog broja potrošača s danim dijagramom povezivanja, morat ćete potrošiti puno vremena.

Navedimo primjer sa šest potrošača. Gubitak napona im je 3 V, potrošnja struje 300 mA. Za njihovo povezivanje možete koristiti jednu od metoda, au svakom pojedinačnom slučaju potrebni parametri napajanja će se razlikovati.

Nedostatak izmjeničnih dioda je potreba za napajanjem većeg napona ako u krugu ima puno kristala

U našem slučaju, kada je spojen u seriju, potrebna je jedinica od 18 V sa strujom od 300 mA. Glavna prednost ove metode je da ista snaga prolazi kroz cijeli vod, pa prema tome sve diode gore s identičnom svjetlinom.

Nedostatak paralelnog postavljanja potrošača je razlika u svjetlini svakog lanca. Ovaj negativni fenomen događa se zbog raspršenja parametara diode zbog razlika između struje koja prolazi kroz svaku liniju

Ako se koristi paralelno postavljanje, dovoljno je koristiti pretvarač od 9 V, međutim, potrošena struja će se udvostručiti u usporedbi s prethodnom metodom.

Metoda sekvencijalnog rasporeda dviju dioda ne može se koristiti s promjenom broja kristala uključenih u skupinu - 3 ili više. Takva ograničenja su zbog činjenice da previše struje može proći kroz jedan element, a to stvara vjerojatnost kvara cijelog kruga

Ako se koristi sekvencijalna metoda s formiranjem parova od dvije LED diode, koristi se pokretač sa sličnim performansama kao u prethodnom slučaju. U tom će slučaju svjetlina osvjetljenja biti ujednačena.

Međutim, čak i ovdje postoje neke negativne nijanse: kada se struja dovodi u skupinu, zbog varijacije u karakteristikama, jedna od LED dioda može se otvoriti brže od druge, i prema tome, kroz nju će teći struja dvostruko veća od nominalne vrijednosti.

Mnogo vrsta LED za kućnu rasvjetu dizajnirani su za takve kratkotrajne skokove, ali ova je metoda manje popularna.

Vrste upravljačkih programa prema vrsti uređaja

Uređaji koji pretvaraju snagu od 220 V u potrebne indikatore za LED diode konvencionalno su podijeljeni u tri kategorije: elektronički; na temelju kondenzatora; prigušiva.

Tržište pribora za rasvjetu predstavljeno je širokim izborom modela pokretača, uglavnom kineskih proizvođača. I unatoč niskom rasponu cijena, među ovim uređajima možete odabrati vrlo pristojnu opciju. Ipak, treba obratiti pozornost na jamstveni list jer... Nisu svi predstavljeni proizvodi prihvatljive kvalitete.

Elektronski prikaz uređaja

U idealnom slučaju, elektronički pretvarač trebao bi biti opremljen tranzistorom. Njegova uloga je rasteretiti upravljački mikro krug. Kako bi se eliminiralo ili izgladilo valovitost što je više moguće, na izlazu je montiran kondenzator.

Ova vrsta uređaja pripada skupoj kategoriji, ali je sposobna stabilizirati struju do 750 mA, što balastni mehanizmi nisu sposobni.

Najnoviji driveri se uglavnom instaliraju na žarulje s E27 grlom. Iznimka od pravila su proizvodi Gauss GU5.3. Opremljeni su pretvaračem bez transformatora. Međutim, stupanj pulsacije u njima doseže nekoliko stotina Hz

Pulsiranje nije jedini nedostatak pretvarača. Drugi se može nazvati elektromagnetskim smetnjama u području visokih frekvencija (HF). Dakle, ako su drugi električni uređaji spojeni na utičnicu spojenu na svjetiljku, na primjer, radio, možete očekivati ​​smetnje pri prijemu digitalnih FM frekvencija, televizije, routera itd.

Dodatni uređaj kvalitetnog uređaja mora imati dva kondenzatora: jedan je elektrolitički za izglađivanje valova, drugi je keramički za smanjenje RF.Međutim, takva kombinacija se rijetko može naći, pogotovo kada je riječ o kineskim proizvodima.

Oni koji imaju opće pojmove u takvim električnim krugovima mogu samostalno odabrati izlazne parametre elektroničkog pretvarača promjenom vrijednosti otpornika

Zbog svoje visoke učinkovitosti (do 95%), takvi su mehanizmi prikladni za snažne uređaje koji se koriste u raznim područjima, na primjer, za podešavanje automobila, uličnu rasvjetu i kućanske LED izvore.

Napajanje temeljeno na kondenzatoru

Sada prijeđimo na manje popularne uređaje - one koji se temelje na kondenzatorima. Gotovo svi krugovi jeftinih LED svjetiljki koji koriste ovu vrstu pokretača imaju slične karakteristike.

Međutim, zbog izmjena od strane proizvođača, oni se mijenjaju, na primjer, uklanjanje nekog elementa strujnog kruga. Posebno često ovaj dio je jedan od kondenzatora - izglađujući.

Zbog nekontroliranog punjenja tržišta jeftinom i nekvalitetnom robom korisnici mogu “osjetiti” stopostotno pulsiranje svjetiljki. Čak i bez ulaženja u njihov dizajn, možemo reći da je element za glačanje uklonjen iz kruga

Takvi mehanizmi imaju samo dvije prednosti: dostupni su za samomontažu, a njihova učinkovitost je jednaka sto posto, budući da će se gubici pojaviti samo na p-n spojevima i otporima.

Postoji isti broj negativnih aspekata: niska električna sigurnost i visok stupanj pulsiranja. Drugi nedostatak je oko 100 Hz i nastaje kao rezultat ispravljanja izmjeničnog napona. GOST određuje normu dopuštene pulsacije od 10-20%, ovisno o namjeni prostorije u kojoj je instaliran rasvjetni uređaj.

Jedini način za ublažavanje ovog nedostatka je odabir kondenzatora ispravne snage. Međutim, ne biste trebali računati na potpuno uklanjanje problema - takvo rješenje može samo ublažiti intenzitet praska.

Prigušljivi pretvarači struje

Upravljački programi za prigušivanje prigušljive LED žarulje omogućuju vam da promijenite dolazne i odlazne indikatore struje, dok smanjujete ili povećavate stupanj svjetline svjetla koje emitiraju diode.

Postoje dva načina povezivanja:

• prvi uključuje meki start;
• drugi je impuls.

Razmotrite princip rada dimabilnih drajvera koji se temelje na CPC9909 čipu, koji se koristi kao regulacijski uređaj za LED krugove, uključujući one s visokom svjetlinom.

Dijagram standardnog spajanja CPC9909 s napajanjem od 220 V. Prema shematskim uputama moguće je upravljati jednim ili više snažnih potrošača

Tijekom mekog pokretanja, mikro krug s pogonom osigurava postupno uključivanje dioda s povećanjem svjetline. Ovaj proces uključuje dva otpornika spojena na LD pin, dizajnirana za obavljanje zadaće glatkog prigušivanja. Time se postiže važan zadatak – produljenje životnog vijeka LED elemenata.

Isti izlaz također osigurava analognu regulaciju - otpornik od 2,2 kOhm zamijenjen je snažnijim varijabilnim analognim - 5,1 kOhm. Na taj način se postiže glatka promjena izlaznog potencijala.

Upotreba druge metode uključuje dovod pravokutnih impulsa na niskofrekventni izlaz PWMD-a. U ovom slučaju koristi se ili mikrokontroler ili generator impulsa, koji su nužno odvojeni optokaplerom.

Sa ili bez stanovanja?

Vozači su dostupni sa ili bez kućišta.Prva opcija je najčešća i skuplja. Takvi uređaji su zaštićeni od vlage i čestica prašine.

Uređaji drugog tipa koriste se za skrivenu ugradnju i, prema tome, jeftini su.

Svi predstavljeni uređaji mogu se napajati iz mreže od 12 V ili 220 V. Unatoč činjenici da modeli otvorenog okvira imaju prednost u cijeni, oni značajno zaostaju u pogledu sigurnosti i pouzdanosti mehanizma.

Svaki od njih razlikuje se u dopuštenoj temperaturi tijekom rada - to se također mora uzeti u obzir pri odabiru.

Klasični pogonski sklop

Da bismo samostalno sastavili LED napajanje, bavit ćemo se najjednostavnijim uređajem pulsnog tipa koji nema galvansku izolaciju. Glavna prednost ove vrste sklopa je jednostavno povezivanje i pouzdan rad.

Krug pretvarača od 220 V prikazan je kao prekidački izvor napajanja. Tijekom montaže moraju se poštivati ​​sva pravila električne sigurnosti, budući da nema ograničenja izlazne struje

Shema takvog mehanizma sastoji se od tri glavna kaskadna područja:

1. Kapacitivni separator napona.
2. Ispravljač.
3. Zaštita od prenapona.

Prvi dio je otpor koji pruža izmjenična struja na kondenzatoru C1 s otpornikom. Potonji je potreban isključivo za samopunjenje inertnog elementa. Ne utječe na rad kruga.

Nominalna vrijednost otpornika može biti u rasponu od 100 kOhm-1 Mohm, sa snagom od 0,5-1 W. Kondenzator mora biti elektrolitski, a njegova efektivna vrijednost napona amplitude je 400-500 V

Kada generirani poluvalni napon prolazi kroz kondenzator, struja teče dok se ploče potpuno ne napune. Što je manji kapacitet mehanizma, to će manje vremena trebati da se potpuno napuni.

Na primjer, uređaj s volumenom od 0,3-0,4 μF puni se tijekom 1/10 razdoblja poluvala, tj. kroz ovaj odjeljak proći će samo desetina prolaznog napona.

Proces ravnanja u ovom dijelu provodi se prema Graetzovoj shemi. Diodni most odabire se na temelju nazivne struje i obrnutog napona. U ovom slučaju posljednja vrijednost ne smije biti manja od 600 V

Drugi stupanj je električni uređaj koji pretvara (ispravlja) izmjeničnu struju u pulsirajuću. Taj se proces naziva punim valom. Budući da je jedan dio poluvala izglađen kondenzatorom, izlaz ove sekcije će imati istosmjernu struju od 20-25 V.

Budući da LED napajanje ne smije prelaziti 12 V, za krug se mora koristiti stabilizirajući element. U tu svrhu uvodi se kapacitivni filter. Na primjer, možete koristiti model L7812

Treći stupanj radi na temelju stabilizirajućeg filtra za izravnavanje - elektrolitskog kondenzatora. Izbor njegovih kapacitivnih parametara ovisi o snazi ​​opterećenja.

Budući da sklopljeni krug odmah reproducira svoj rad, ne možete dirati gole žice, budući da provedena struja doseže desetke ampera - vodovi su prvo izolirani.

Zaključci i koristan video na tu temu

Sve poteškoće s kojima se radio amater može susresti pri odabiru pretvarača za snažne LED svjetiljke detaljno su opisane u videu:

Ključne značajke neovisnog povezivanja uređaja pretvarača u električni krug:

Korak po korak upute koje opisuju proces sastavljanja LED drajvera vlastitim rukama pomoću improviziranih sredstava:

Unatoč desecima tisuća sati neprekidnog rada LED svjetiljki koje je deklarirao proizvođač, postoje mnogi čimbenici koji značajno smanjuju ove pokazatelje.

Driveri su dizajnirani da izglade sve strujne skokove u električnom sustavu. Njihovom odabiru ili samomontaži mora se pristupiti odgovorno nakon izračuna svih potrebnih parametara.

Recite nam kako ste odabrali pokretački program za LED žarulju. Podijelite svoje argumente i načine stabilizacije napajanja napona na diodnom rasvjetnom uređaju. Ostavite komentare u bloku ispod, postavljajte pitanja, postavljajte fotografije na temu članka.