Што такое драйвер для led-свяцілень, як падабраць і праверыць гэтую прыладу?

Адмысловыя электронныя схемы – драйверы – дазваляюць падаўжаць працу святлодыёдаў, рабіць іх свячэнне раўнамерным і якасным. Даведаемся, як працуе гэтую прыладу, як правільна яе абраць і ўсталяваць, а таксама вырабіць сваімі рукамі.

Што такое драйвер і навошта ён патрэбен?

Святлодыёды вельмі адчувальныя да змен параметраў электрасеткі, таму іх падлучаюць у сетку праз драйвер – электронная прылада, якое кантралюе сілу току і напруга. Звычайна драйвер да led-свяцільні падбіраюць з запасам па магутнасці і з улікам дыяпазону выходнай напругі і току. Калі яго параметры не будуць падыходзіць да святлодыёднай прылады, яно прыйдзе ў непрыдатнасць, яго давядзецца ўтылізаваць.

Прынцып працы, класічная схема і адрозненне ад блока харчавання

Нягледзячы на ​​тое, што драйвер часта завуць блокам сілкавання, паміж гэтымі двума паняццямі ёсць розніца. Драйвер – крыніца току, які падтрымлівае яго нязменнае значэнне для праходжання праз святлодыёд, а блок харчавання падтрымлівае стабільнае напружанне. Разгледзім, як працуе блок харчавання на канкрэтным прыкладзе:

• Падлучым да крыніцы на 12 У супраціў (R) 40 Ом.
• Няхай праз рэзістар працякае ток (I) 300 ма. Пры ўсталёўцы двух рэзістараў ток падвоіцца і стане роўны 600 ма. Пры гэтым напруга не зменіцца, бо яно мае прапарцыйную сувязь з токам і супрацівам (закон Ома I=U/R).

Цяпер паглядзім, як працуе драйвер:

• Хай у ланцуг з драйверам на 225 ма ўключана супраціў (R) 30 Ом.
• Калі пры напрузе (U) 12 У уключыць два раўналежна ўключаных рэзістара па 30 Ом, ток застанецца ранейшым – 225 ма, а напруга стане ўдвая менш – 6 У.

Драйвер у выніку забяспечвае нагрузку зададзеным выходным токам незалежна ад скокаў напругі. Таму святлодыёды, на якія будзе падавацца напруга 6 У, будуць свяціць гэтак жа ярка, як і пры крыніцы ў 10 У, калі на яго будзе пададзены ток зададзенага ўзроўня. Схема драйвера для святлодыёдаў:
Ланцуг драйвера складаецца з трох узаемазвязаных вузлоў:

• ёмістнага супраціву для падзелу напругі;
• выпроствальнага модуля;
• стабілізатара.

Прынцып працы схемы:

1. Пры праходжанні току кандэнсатар З зараджаецца да поўнай зарадкі. Чым яго ёмістасць менш, тым хутчэй ён зарадзіцца.
2. Пераменны ток пераўтворыцца ў пульсавалы. Першая частка хвалі згладжваецца пры праходжанні праз кандэнсатар З.
3. Электралітычны кандэнсатар, які завяршае ланцуг, служыць які згладжвае фільтрам-стабілізатарам.

Тэхнічныя характарыстыкі

Пры куплі святлодыёднай свяцільні можа паўстаць запатрабаванне ў куплі драйвера, калі асвятляльная прылада не мае пераўтваральніка току. Асноўныя характарыстыкі:

• ток на выхадзе, А;
• працоўная магутнасць, Вт;
• напружанне на выхадзе, У.

Выходная напруга можа змяняцца. Яно залежыць ад схемы падлучэння да сілкавання і лікі святлодыёдаў. Ад велічыні току залежыць узровень яркасці і магутнасць. Каб дыёды свяцілі ярка і не прытухалі, на вынахадзе драйвера ток падтрымліваецца на зададзеным узроўні. Магутнасць пераўтваральніка павінна быць некалькі вышэй, чым сумарная колькасць аў усіх дыёдаў. Для разліку магутнасці драйвера ўжываюць формулу: P = P (led) × X дзе:

• P (led) – гэта магутнасць аднаго святлодыёда;
• Х – колькасць дыёдаў.

Калі разліковая магутнасць атрымалася 10 Вт, драйвер трэба браць з запасам на 20-30%.

Віды драйвераў

Усе драйвера адрозніваюць па трох крытэрыях – па спосабе стабілізацыі, канструкцыйным асаблівасцям і наяўнасці / адсутнасці абароны. Разгледзім усе варыянты падрабязней.

Лінейныя і імпульсныя

У залежнасці ад схемы стабілізацыі току драйверы падзяляюцца на два тыпу – лінейныя і імпульсныя. Яны адрозніваюцца прынцыпам працы і эфектыўнасцю. Перад электроннай схемай драйвера пастаўлена задача – забеспячэнне стабільных значэнняў току і напругі, якія падводзяцца да крышталя (святлодыёда). Самы просты і танны варыянт – уключэнне ў ланцуг абмежавальнага рэзістара. Лінейная схема харчавання:
Гэтая элементарная схема не здольная забяспечваць аўтаматычнае падтрыманне току. Пры падвышэнні напругі ён прапарцыйна расце і, калі перавысіць дапушчальнае значэнне, крышталь разбурыцца ад перагрэву. Больш складанае кіраванне ажыццяўляецца шляхам уключэння ў ланцуг транзістара. Мінус лінейнай схемы – зніжэнне магутнасці пры росце напругі. Такі варыянт дапусцім пры працы led-крыніц малой магутнасці, але пры працы магутных святлодыёдаў такія схемы не ўжываюць. Плюсы лінейнай схемы:

• прастата;
• таннасць;
• адносная надзейнасць.

Нараўне з лінейнымі схемамі, стабілізаваць ток і напруга можна шляхам імпульснай стабілізацыі:

• пасля націску кнопкі зараджаецца кандэнсатар;
• пасля адпушчэння кандэнсатар разряжается, аддаючы назапашаную энергію паўправадніковага элементу (святлодыёду), які пачынае выпускаць святло;
• калі напруга расце, той час зарадкі кандэнсатара скарачаецца, калі падае – павялічваецца.

Націскаць кнопку карыстачу не прыходзіцца за яго ўсё робіць электроніка. Ролю кнопкавага механізму ў сучасных крыніцах харчавання выконваюць паўправаднікі – тырыстары або транзістары. Разгледжаны прынцып працы завецца ў электроніцы шыротна-імпульснай мадуляцыяй. За секунду можа адбывацца дзясяткі і нават тысячы спрацоўванняў. ККД такой схемы дасягае 95%. Спрошчаная схема імпульснай стабілізацыі:

Электронныя, якія дымуюць і на базе кандэнсатараў

Ад прынцыпу прылады драйвера залежыць вобласць яго прымянення і эксплуатацыйныя характарыстыкі. Віды драйвераў па прынцыпе прылады:

• Электронныя. У іх схемах абавязкова выкарыстоўваецца транзістар. На вынахадзе ўсталёўваецца кандэнсатар, які выключае ці хоць бы які згладжвае пульсацыі току. Электронныя пераўтваральнікі здольныя стабілізаваць токі да 750 ма. Драйверы электроннага тыпу змагаюцца не толькі з пульсацыямі, але і з электрамагнітнымі высокачашчыннымі перашкодамі, якія наводзяцца электрапрыборамі (радыё, тэлевізар, роўтэр і т. п.). Мінімізаваць перашкоды дазваляе наяўнасць спецыяльнага керамічнага кандэнсатара. Мінус электроннага драйвера – высокі кошт, плюс – ККД блізкі да 95%. Іх выкарыстоўваюць у магутных led-свяцільнях: аўтафарах, пражэктарах, вулічных ліхтарах.
• Дыміруемыя. Асаблівасць дымаваных драйвераў – магчымасць кіравання яркасцю свяцільні. Рэгулёўка заснавана на змене току на вынахадзе, які і вызначае яркасць светапатоку. Драйвер можна ўключаць у схему двума спосабамі: паміж свяцільняй і стабілізатарам ці паміж крыніцай сілкавання і пераўтваральнікам.
• На аснове кандэнсатараў. Гэта недарагія мадэлі, якія выкарыстоўваюцца для бюджэтных святлодыёдных свяцілень. Калі ў схеме вытворца не прадугледзеў які згладжвае кандэнсатар, то на вынахадзе назіраецца пульсацыя. Іншы мінус – недастатковая бяспека. Плюс падобных мадэляў высокі ККД, які імкнецца да 100 %, і прастата схемы. Падобныя драйверы лёгка сабраць сваімі рукамі.

Драйверы на кандэнсатарах могуць выклікаць мігаценне, таму іх не рэкамендуецца выкарыстоўваць разам з прыборамі, усталяванымі ўсярэдзіне памяшканняў. Мігаценне шкодна ўплывае на зрок і ятрыць нервовую сістэму.

У корпусе і без яго

Драйвер можа быць размешчаны ўсярэдзіне ахоўнага корпуса, але можа і не мець яго. Электронныя схемы ўразлівыя перад шматлікімі вонкавымі фактарамі, таму больш надзейным варыянтам лічыцца размяшчэнне драйвера ў корпусе. Корпус абараняе электронны пераўтваральнік ад вільгаці, пылу, трапленні прамых сонечных прамянёў і т. д. Бескорпусныя мадэлі абыходзяцца танней, але ў іх менш тэрмін службы і горшая стабільнасць эксплуатацыі. Яны больш падыходзяць для ўтоенага мантажу.

Тэрмін прыдатнасці

Драйвер разлічаны прыкладна на 30 000 гадзін. Гэта няма менш, чым разліковы тэрмін службы шматлікіх святлодыёдных свяцілень. Такое памяншэнне звязана з неспрыяльнымі фактарамі, у якіх даводзіцца працаваць стабілізатару току. Што негатыўна ўплывае на працу драйвера:

• скокі напружання ў электрасетцы;
• змены тэмпературы і/ці вільготнасці.

Калі прыбор магутнасцю 200 Вт мае нагрузку 100 Вт, то 50% намінальнага значэння вяртаецца ў сетку. Гэта можа выклікаць перагрузку і збоі харчавання.

Тэрмін службы драйвера абмежаваны даўгавечнасцю які згладжвае кандэнсатара. З часам у ім выпараецца электраліт, і прыбор выходзіць са строю.

Каб падоўжыць працу драйвера, яго неабходна эксплуатаваць у памяшканнях са звычайнай (не падвышанай) вільготнасцю, і падлучаць да сеткі з якаснай, без скокаў, напругай.

Як падабраць драйвер для святлодыёднай свяцільні?

Пры падлучэнні да стабілізатара току паўправаднікі атрымліваюць неабходную ім магутнасць і дасягаюць намінальных характарыстык. Ад таго, наколькі правільна будзе падабраны драйвер, залежыць тэрмін службы дыёдаў. На якія параметры звярнуць увагу:

• Магутнасць. Па ёй вызначаюць максімальна дапушчальную нагрузку, на якую разлічаны прыбор. Напрыклад, маркіроўка (20х26) х1Вт азначае, што да драйвера можна падлучаць адначасова ад 20 да 26 святлодыёдаў, кожны магутнасцю 1 Вт.
• Ток і напружанне (намінальныя значэнні). Дадзены параметр вытворцы паказваюць на кожным святлодыёдзе, менавіта па ім падбіраюць драйвер. Калі максімальны намінальны ток роўны 350 ма, неабходна падлучаць крыніцу харчавання на 300-330 ма. Падобны дыяпазон працоўных токаў дазваляе забяспечваць тэрмін прыдатнасці свяцільні, прадугледжаны вытворцам.
• Клас абароны. Ад гэтага паказчыка залежыць, дзе менавіта можна ўжываць свяцільні – на вуліцы ці ў памяшканні. Клас вільгацятрываласці і герметычнасці абазначаецца літарамі IP і выяўляецца двума лічбамі. Па першай лічбе судзяць аб абароне ад цвёрдых фракцый (пыл, бруд, пясок, лёд), па другой – ад вадкіх асяроддзяў. Клас абароны не паказвае на тэмпературу, пры якой можна ўжываць свяцільню.
• Корпус. Драйвер можа мець адчынены перфараваны металічны корпус ці зачынены. У другім выпадку прылада змешчана ў металічную скрынку. Для хатніх умоў падыдзе негерметызаваны корпус з пластыка.
• Прынцып працы. Абмежавальны рэзістар не пазбаўляе ад перападаў напругі ў электрасеткі і не абараняе ад імпульсных перашкод. Найменшая змена напругі прыводзіць да рэзкіх скокаў току. Лінейны стабілізатары лічацца ненадзейнымі і нізкаэфектыўнымі драйверамі, перавагу аддаюць імпульсным схемам.

Як праверыць працаздольнасць?

Каб праверыць драйвер без нагрузкі, досыць падаць на ўваход блока 220 У. Калі прылада спраўна, на вынахадзе з’явіцца сталая напруга. Яго значэнне будзе крыху больш верхняй мяжы, паказанага ў маркіроўцы драйвера. Калі, да прыкладу, на стабілізатары варта дыяпазон 27-37 У, то на вынахадзе павінна быць каля 40 У. Каб падтрымліваць ток у зададзеным дыяпазоне, пры павелічэнні супраціву нагрузкі (без нагрузкі яно імкнецца да бясконцасці) напруга таксама расце да вызначанай мяжы. Дадзены спосаб праверкі просты і даступны, але не дазваляе рабіць адназначныя высновы аб 100%-ный спраўнасці прылады. Трапляюцца драйвера, якія пасля ўключэння без нагрузкі не запускаюцца ці паводзяць сябе незразумелай выявай. Другі варыянт праверкі:

1. Падлучыце да выхаду драйвера рэзістар, падабраўшы яго супраціў на аснове закона Ома. Напрыклад, магутнасць драйвера 20 Вт, ток на выхадзе 600 ма, напружанне – 25-35 В. Шуканае супраціў будзе складаць 38-58 Ом.
2. Падбярыце супраціў з зададзенага дыяпазону і з адпаведнай магутнасцю. Нават калі яна будзе невялікай, то гэтага хопіць для праверкі.
3. Падлучыце рэзістар і замерце тэстарам выходная напруга. Калі яно ў зададзеных межах, то драйвер сапраўды спраўны.

Пры пошуку паломак неабходна ўлічваць прынцып прылады схемы. У лінейных і імпульсных схемах паломкі могуць быць злучаны з вызначанымі праблемамі. Магчымыя няспраўнасці:

• У лінейных стабілізатарах для абароны ад перападаў напругі ўжываюць пару рэзістараў супрацівам ад 5 да 100 Ом. Адзін стаіць на ўваходзе дыёднага маста, другі – на выхадзе. Каб паменшыць мігаценне, раўналежна нагрузцы ўключаюць кандэнсатар-электраліт максімальнай ёмістасці. Няспраўнасці лінейных драйвераў могуць быць злучаны з перагараннем аднаго або адразу двух ахоўных рэзістараў.
• У імпульсных пераўтваральніках току мікрасхемы абаронены ад перагрузкі, перагрэву і перанапружанні і па ідэі не могуць зламацца. На справе ж любая мікрасхема, асабліва ў драйверах кітайскай вытворчасці, можа прыйсці ў непрыдатнасць. Праблема ўскладняецца тым, што шматлікім кітайскім мікрасхем цяжка знайсці замену. Некаторыя з іх немагчыма знайсці нават у інтэрнэце.

Падключэнне

Падлучэнне драйвера да святлодыёдаў не выклікае складанасцяў у карыстачоў, бо на яго корпусе маецца неабходная маркіроўка. Як падключыць драйвер:

1. На ўваходныя правады (INPUT) падайце ўваходную напругу.
2. Да выходных правадоў (OUTPUT) падлучыце святлодыёды.

Пры падключэнні выконвайце палярнасць:

• Палярны ўваход (INPUT). Калі драйвер запатрабуецца сталай напругай, тая выснова «+» падлучыце да аналагічнага полюса крыніцы сілкавання. Калі напружанне пераменнае, звернеце ўвагу на маркіроўку, нанесеную на ўваходныя правады. Магчымыя два варыянты:
  • “L” і “N”. На выснову L падайце фазу (яе знайдзіце пасродкам індыкатарнай адвёрткі), на N нуль.
  • “~”, “АС” ці не маркіроўкі – можаце не выконваць палярнасць.
• Палярны выхад (OUTPUT). Выконвайце палярнасць заўсёды. Провад «+» падлучыце да анода 1-га святлодыёда, «-» – да катода апошняга. Усе паўправаднікі злучаны паслядоўна – да катода папярэдняга далучаны анод наступнага.

Ёсць і другі варыянт падлучэння святлодыёдаў – раўналежна ўключаюцца некалькі ланцужкоў, утрымоўвальных роўная колькасць дыёдаў. Пры паслядоўным падлучэнні ўсе элементы свецяцца аднолькава, пры раўналежным варыянце лініі могуць мець розную яркасць.

Як зрабіць драйвер для святлодыёднай свяцільні сваімі рукамі?

Драйвер можна вырабіць са старой тэлефоннай зарадкі. Неабходна толькі ўнесці невялікія змены ў мікрасхему. Такі самаробкі хопіць для харчавання 3 святлодыёдаў магутнасцю па 1 Вт. Разгледзім пакрокава зборку драйвера з тэлефоннай зарадкі:

1. Зніміце корпус з зараднай прылады.
2. З дапамогай паяльніка прыбярыце рэзістар, які абмяжоўвае напругу, якое падаецца на тэлефон.
3. На месца отпаянного рэзістара пастаўце падладкавы супраціў. Усталюеце на ім 5 000 Ом.
4. Прыпаяйце да выходнага канала паслядоўна святлодыёды.
5. Адпаяйце ўваходныя каналы і прыпаяйце замест іх шнур для падлучэння да электрасеткі 220 У.
6. Праверце працаздольнасць схемы, выставіўшы з дапамогай рэгулятара на рэзістары такая напруга, каб дыёды гарэлі ярка, але не змянялі колеры.

Пры выкананні прац па стварэнні дайвера з зараднай прылады неабходна прытрымвацца правіл тэхнікі бяспекі. Калі дакрануцца да аголеных частак, можна атрымаць моцны ўдар токам.

Драйвер можна сабраць і з нуля. Для гэтага спатрэбіцца паяльнік, тэстар, правады і інтэгральны стабілізатар КР142ЕН12А (або замежны аналог – LM317), які можна набыць у любой спецыялізаванай краме рублёў за 20. Параметры пакупной мікрасхемы – напруга 40 У і ток 1,5 А. У ім маецца ў ад перагрузкі, перагрэву і кароткага замыкання. Мікрасхема стабілізуе напругу, а драйвер выраўноўвае ток, таму спатрэбіцца занесці змены ў стандартную схему падлучэння мікрасхемы. Драйвер на інтэгральным стабілізатары:
У задачу мікрасхемы ў дадзеным выпадку ўваходзіць рэгуляванне, дзякуючы якому ток будзе падтрымлівацца на неабходным узроўні. Велічыня току вызначаецца супрацівам рэзістара R1. Яго намінальнае значэнне разлічваюць па формуле: R = 1,2/I, дзе:

• R – супраціў, Ом;
• I – ток, А.

Парадак зборкі драйвера:

1. Збярыце стабілізатар току на 9,9 У з токам 300 ма. Тады R1 = 1,2 / 0,3 = 4 Ом. Магутнасць рэзістара – ад 4 Вт. Можна ўзяць рэзістары, якія прымяняюцца ў тэлевізарах. Іх таксама можна купіць у крамах. Магутнасць гэтых элементаў – 2 Вт, супраціў – 1-2 Ом.
2. Злучыце рэзістары паслядоўна. Іх супраціў складзецца і будзе роўна 2-4 Ом.
3. Прымацуеце мікрасхему на радыятар і падлучыце да выйсця драйвера ланцуг з паслядоўна злучаных дыёдаў. Выконвайце палярнасць пры падключэнні святлодыёдаў.
4. На ўваход падайце сталую напругу 12-40 У (прыбор разлічаны на 9,9 У, таму бярэм з запасам). Перавышаць лімітавае значэнне не варта – мікрасхема можа згарэць. Падаваемае напружанне можа быць не стабілізаваным. Можна скарыстацца аўтамабільным акумулятарам, блокам харчавання ад наўтбука або паніжальным трансфарматарам з дыёдным мастом. Падлучыце драйвер, выконвай палярнасць – праца зроблена.

Дзякуючы драйверам атрымоўваецца не толькі палепшыць працу святлодыёдных свяцілень, але і забяспечыць іх доўгую, бесперабойную працу. Улічваючы кошт led-свяцілень, ужыванне драйвераў становіцца эканамічна выгодным рашэннем.