Дизайнът и принципът на работа на драйверите за LED лампи

Драйвер для светодиодных лампПодключение

Драйверите са специални устройства, които осигуряват стабилна работа на LED лампи. Без тях диодите са нестабилни и бързо се провалят. Ще научим как са подредени драйверите и как функционират.

Защо LED драйвер?

Светодиодите са много по-енергийно ефективни и издържат по-дълго от крушките с нажежаема жичка. Могат да работят години наред и да консумират няколко пъти по-малко електроенергия от обикновените крушки, със стабилно захранване, за което отговаря водача.
Драйвер за LED лампиСветодиодите са много чувствителни към мощността, подадена към техните входове. Те не се страхуват от по-ниски стойности, но повишените напрежения и токове могат не само значително да намалят ресурса на полупроводниците, но и да ги забранят. Задачата на драйвера е да осигури на светодиодите стабилен ток. Драйвер за LED лампи – захранване. Това е електронна верига, чийто изход е постоянен ток с определена стойност.

За да могат LED елементите да работят дълго и ефективно, да горят ярко и без трептене, през светодиодите трябва да протича ток с такава стойност, която е посочена в техническия лист на полупроводниковия елемент.

LED драйверите, предлагани от производителите, са проектирани за напрежение от 10, 12, 24, 220 V и постоянен ток от 350 mA, 700 mA, 1 A. Обикновено драйверите се правят за специфични тела, но в продажба има и универсални устройства, които пасват повечето LED елементи от известни марки. Стабилизаторите на ток се използват в:

  • системи за улично и домашно осветление;
  • настолни офис лампи;
  • LED ленти и декоративно осветление.

Драйверите променят яркостта и цвета на светодиодите. Това става с копчетата или дистанционното управление. LED лампа без драйвер е нестабилна и рискува бързо да се повреди.

Принцип на действие

На входа на LED драйвера се прилага напрежение, което може да варира. Токът преминава през съпротивленията R1 и R3, придобивайки желаната стойност, а кондензаторът C1 задава неговата честота. Променливият ток, придобивайки зададените параметри, влиза в диодния мост. Преминавайки през този токоизправител, токът се преобразува от променлив в постоянен. Освен това параметрите му се регулират от резистори R2 и R4 и кондензатор C2. По този начин се постига максимална точност на параметрите на изходния ток. Електрическа схема на устройството:
Схема

Видове драйвери според принципа на действие

Всички драйвери за светодиоди са разделени на линейни и импулсни. Всяка група има своите плюсове, минуси и препоръки за употреба. Сравнение на линеен и импулсен преобразувател на ток:

ТиппрофесионалистиминусиПриложение
ЛинеенНе пречиПо-малко от 80% ефективност, загряваНискомощни LED светлини, ленти и фенерчета
ПулсВисока ефективност – 95%Създава електромагнитни пикапиУлично и битово осветление

Линеен

Въз основа на линейната схема се създават най-простите драйвери за LED лампата. Като стабилизиращ елемент се използва ограничителен резистор с променливо съпротивление. В индустриален драйвер “двигателят” на резистора се управлява не от човек, а от електроника. Ако напрежението се повиши до критични стойности, токът също започва да нараства и когато достигне неприемлива стойност, светодиодът прегрява и впоследствие се разрушава. В по-сложни схеми транзисторите се използват за регулиране на тока. Недостатъкът на линейната верига е големите загуби на мощност, тъй като с увеличаване на напрежението се увеличава безполезното му разсейване. Подобен недостатък е допустим, с изключение на лампи с ниска мощност. За многоватови светодиоди такива схеми не са подходящи. Предимства на схемата за линейна стабилизация:

  • прост дизайн;
  • ниска цена;
  • достатъчна надеждност (при ниска мощност на натоварване).

Линеен стабилизатор:
Линеен стабилизатор

Пулс

Вторият вариант е импулсна стабилизация. След включване на бутона KH кондензаторът C се зарежда. След отваряне на контактите на бутона, той започва да се разрежда, давайки електричество на полупроводниковия елемент. Най-простият превключващ регулатор:
Най-простият стабилизатордокато кондензаторът отделя енергия, диодът излъчва светлина. Колкото по-високо е входното напрежение, толкова по-кратко е времето за зареждане. Натискането и отпускането на бутона поддържа блясъка. Този принцип на работа се нарича широчинно-импулсна модулация. В секунда се извършват десетки и дори хиляди операции.

Видове драйвери по тип дизайн

Драйверите за LED елементи са малка електронна схема, сглобена от резистори, кондензатори и полупроводникови диоди, поставени на платката. Устройствата, стабилизиращи тока за светодиоди, се предлагат в 2 версии:

  • В корпуса. Това е най-често срещаният вариант. Цената на такова устройство е по-висока. Основното му предимство е защитата на конструктивните елементи от влага и прах.
  • Без тяло. Използването им е оправдано само за скрита инсталация. Те са по-евтини от аналозите на корпуса.

Според дизайна преобразувателите се разделят на три групи.

Електронен

В електронен преобразувател транзисторът е отговорен за коригирането на тока. Неговата задача е да разтовари управляващата микросхема. За да изгладите пулсациите колкото е възможно повече, на изхода на веригата е инсталиран кондензатор.
Драйвер за LED лампиЕлектронните устройства са скъпи, но стабилизират тока до максимум 750 mA. Най-новите драйвери от този тип обикновено се инсталират на лампи с основа E27. Основните недостатъци са пулсации и смущения във високочестотния диапазон. Ако домакински уреди, като например радио, са включени в същия контакт с лампата, възникват смущения на FM честотите. . Един добър електронен драйвер трябва да има два кондензатора наведнъж:

  • електролитен, който изглажда пулсациите;
  • керамика, която понижава високите честоти.

Тази комбинация е рядка, особено при драйвери, произведени в Китай. Потребителите, които познават IC, могат да получат изходните параметри на драйвера, като променят стойностите на резистора. Поради високата ефективност – около 95% – електронните драйвери се използват за различни цели (за осигуряване на работата на автомобилни LED лампи, улично и битово осветление).

На базата на кондензатори

Драйверите, базирани на използването на кондензатори, са малко по-малко популярни. Почти всички схеми на бюджетни LED лампи с такива устройства имат подобни характеристики.
На базата на кондензаториПоради промени, направени от производителите в електрическите вериги, някои елементи могат да бъдат премахнати от тях. Особено често те нямат кондензатор, отговорен за изглаждане на вълните. Предимства на кондензаторните драйвери:

  • простота на дизайна;
  • Ефективността клони към 100%, тъй като загубите на мощност се наблюдават само в резистори и съединения на полупроводникови елементи.

Според GOST допустимата честота на пулсации е 10-20% и зависи от предназначението на помещението, в което работи осветителното устройство.

Димируем

Димерът е устройство, което контролира яркостта на светодиодите. Много съвременни драйвери включват тези полезни функции.
ДимируемПредимства на димируемите драйвери:

  • потребителят избира нивото на осветеност, което е удобно за текущия момент;
  • включването на димер в токовите стабилизатори ви позволява икономично да консумирате както електроенергия, така и живота на светодиодите.

Варианти на изпълнение:

  • Устройството за димиране се намира между захранването и LED лампата. Такова устройство контролира електричеството, подавано към светодиодите. Обикновено това са стабилизатори на ширината на импулса (PWM), които коригират количеството ток.
  • Устройството управлява захранването. Извършва текуща корекция. Яркостта и цвета на диодите се променят.

Живот

Продължителността на правилната работа на драйвера зависи от неговото качество и условията на работа. Но дори и най-качественото устройство има много по-малък ресурс от свързаните към него светодиоди. LED елементите от известни марки издържат около 100 000 часа. Очаквано време на работа на драйвера:

  • ниско качество – до 20 000 часа;
  • средно – до 50 000 часа;
  • висока – до 70 000 часа.

За производството и улицата се препоръчва да се вземат драйвери с дълъг експлоатационен живот.

Продължителността на токовия стабилизатор за светодиоди се влияе от външни фактори. Драйверът може да се провали поради следните причини:

  • висока влажност в помещението, което не съответства на степента на защита на устройството;
  • резки температурни промени;
  • лоша вентилация;
  • неправилно изчисляване на мощността на натоварване.

Най-често драйверът се поврежда поради кондензатора – той се проваля по време на пренапрежения в мрежата.

Как да изберем шофьор?

Повечето драйвери за LED осветление, продавани на вътрешния пазар, са произведени в Китай, евтини са и не са с високо качество. В китайските драйвери за LED лампи често се откриват дефектни микросхеми, не се препоръчва да ги купувате. Такова устройство бързо се проваля и е малко вероятно да бъде заменено с ново или да върнете парите. Съвети за избор на LED драйвер:

  • Вземете токовия стабилизатор заедно с товара.
  • Помислете за мощността на товара, който ще бъде свързан към драйвера.
  • Обърнете внимание на тялото. Трябва да посочи мощността, диапазоните на напрежението (вход и изход), номиналната стойност на стабилизирания ток, класа на устойчивост на влага и прах.

Максимална мощност на водача

Изходното напрежение зависи от броя на диодите във веригата и от схемата на тяхното включване. Тя трябва да бъде по-голяма или равна на сумата от енергията, изразходвана от всеки блок на електрическата верига. Номиналният ток се определя от мощността на елементите и тяхната яркост. Целта на стабилизатора е да осигури на диодите необходимата енергия. Общата мощност на светодиодите се определя от параметрите на всеки елемент, техния брой и цвят. Количеството консумирана енергия се изчислява по формулата: P = PLED x N, където N е броят на диодите във веригата, PLED е мощността на един диод. Номиналната стойност се взема с 20-30% повече от изчислената мощност: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Цветът на блясъка на елементите също се взема предвид. Влияе на изходното напрежение. Указва се директно върху устройството или върху опаковката. Например, има три 3W светодиода. Тогава общата мощност е 9 вата. Препоръчителен драйвер Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 вата.

Цена

Драйвери за LED осветление се продават в електромагазини, в интернет, в търговски обекти, които се занимават с радиокомпоненти. Купуването онлайн е най-евтино.
Драйвер за LED лампиПриблизителни цени за стабилизатори на ток:

  • DC12V (мощност 18 W, входно напрежение 12 V, изход 100-240 V) – 190 рубли;
  • LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 рубли;
  • YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 рубли;
  • LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 рубли.

Микросхемата PT4115 – преобразувател на долара – струва 150 рубли на брой. По-мощните елементи струват от 150 до няколко хиляди рубли.

Други характеристики

Когато купувате драйвер, обърнете внимание на следните характеристики:

  • Изходно напрежение. Стойността му зависи от броя на светодиодите в осветителното тяло, от начина на захранване и от спада на напрежението на полупроводниците. На пазара има устройства с напрежение от 2 до 50 V и повече.
  • Номинален ток. Тя трябва да е достатъчна, за да осигури оптимална яркост.
  • LED цвят. Влияе върху спада на напрежението.

Зависимостта на електрическите параметри от цвета на светодиодите:

ЦвятПад на напрежението, VСила на тока, AКонсумирана мощност, W
червен1.6-2.04

350

 

0,75
портокал2.04-2.10,9
Жълто2.1-2.181.1
Зелено3.3-41.25
Син2,5-3,71.2

Ако източникът на светлина има три светодиода с бяла светлина от 1 W, свързани последователно, ще ви е необходим драйвер с напрежение 9-12 V и ток 350 mA. Спадът на напрежението върху белите кристали е 3,3 V. Когато са свързани последователно, напреженията се сумират. Оказва се 9,9 V, което задоволява работния диапазон на водача. В зависимост от модификацията се използват устройства за определен брой светодиоди – един, два или повече.

В ежедневието и за фитолампи се препоръчва използването на драйвери в калъфи. Те са по-естетични и по-безопасни от безрамковите.

Например, LED драйвери с чип 9918c в LED лампа са подходящи за управление на лампи без димиране и поддържат мощност до 25 W.

Свързване на драйвер

Драйверът е доста лесен за свързване към светодиодите. На тялото му има всички необходими маркировки. Към входните клеми (INPUT) се прилага входно напрежение, а низ от светодиоди е свързан към изходните клеми (OUTPUT). Основното е да се спазва полярността.

Входна полярност

Ако драйверът се захранва от постоянно напрежение, положителният полюс на източника на захранване се свързва към неговата клема „+“. За AC напрежение обърнете внимание на етикета на входните клеми. Опции за маркиране:

  • “L” и “N”. Приложете фаза към изход “L”. Можете да го намерите със специална електрическа отвертка. Свържете нулевия проводник към клемата “N”.
  • “~”, “AC” или без маркировка. В този случай полярността не е важна, не можете да я спазвате.

Изходна полярност

Тук винаги трябва да се спазва полярността. Проводникът “плюс” е свързан към анода на първия полупроводников елемент, проводникът “минус” е свързан към катода на последния диод. Свързване на драйвера:
Връзка220/12V верига на драйвера на LED лампата (входно/изходно напрежение):
Схема

Ремонт на драйвери за LED лампи

Ако токовият регулатор загуби способността си да изпълнява функциите си, това може да доведе до повреда на светодиодите. Важно е да идентифицирате повредата навреме. За да тествате драйвера на LED лампата, към входа му се прилага 220 V. На изхода на работещ драйвер трябва да се появи постоянно напрежение. Освен това стойността му ще бъде малко по-голяма от горната граница, посочена на опаковката на устройството. Този метод е лесен за изпълнение, но не дава възможност да се прецени изправността на устройството. За да проверите дали драйверът работи, направете следното:

  1. Инсталирайте резистор на изхода на токовия стабилизатор. Неговото съпротивление се избира, като се вземе предвид дадения ток. Определя се по закона на Ом: R=U/I.
  2. Вземете резистор с изчисленото съпротивление и съответната мощност.
  3. След като инсталирате резистора, измерете изходното напрежение с тестер. Ако не излиза извън работния диапазон, устройството работи правилно.

Вторият начин за търсене на повреди на драйвери:

  1. Ако устройството има предпазител, позвънете. Тестерът трябва да покаже, че съпротивлението е нула. Ако съпротивлението клони към безкрайност, сменете предпазителя. Ако лампата светне след включване на мрежата, ремонтът е приключил.
  2. Ако предпазителят не е изгорял, потърсете повреда допълнително. Проверете диоден мост.
  3. Ако токоизправителя е наред, ще трябва да разпоите изглаждащия кондензатор и да го звъните. Малко съпротивление, което расте пред очите ни, показва изправността на кондензатора.
  4. За обикновен драйвер тези проверки ще бъдат достатъчни, за да открият източника на проблема. В сложните стабилизатори на ток ще трябва да позвъните на всички диоди и електролитни кондензатори.

Когато се опитвате да намерите повреда, помислете за принципа на работа на веригата:

  • Линеен. В такива драйвери защитата срещу падане на напрежението се осъществява с помощта на резистори 5-100 Ohm. На входа на токоизправителя (диоден мост) се поставя едно съпротивление. За да се намали трептенето, паралелно на товара е свързан голям електролитен кондензатор.
  • Пулс. В тези преобразуватели има микросхеми, които имат защита срещу всякакви заплахи – прегряване, претоварване и пренапрежение. Не трябва да се чупят, но всичко се случва с китайски драйвери.

Проблемът с ремонта на драйвери се крие в трудността при избора на правилните микросхеми. Особено ако стабилизаторът е произведен в Китай. Ако нито един метод не ви позволява да откриете причините за повредата на текущия стабилизатор, ще трябва да се свържете с специалист. Или купете друг драйвер.

Разлики от захранващите устройства

Драйвер много потребители погрешно наричат ​​захранване. Всъщност те са различни устройства. Захранването стабилизира напрежението, драйверът – тока. Ако светодиодите са свързани към грешен източник на захранване, те бързо се повредят. Захранването може да бъде:

  • Трансформатор. Те са рядкост днес, тъй като в много отношения губят от своите конкуренти. Трансформаторният блок прави 12 или 24 V от напрежение 220 V. След това променливото напрежение се изправя към директно. Прилага се към товара.
  • Пулс. В тях напрежението се изправя веднага – 220 V AC се преобразува в 220 V DC. След това отива към генератора на импулси, който създава променливо напрежение с висока честота. Последният елемент е трансформаторът.

И двете захранвания извеждат постоянно напрежение с еднаква величина. Такива устройства не са подходящи за светодиоди, тъй като те се „захранват“ от електрически ток. И спадът на напрежението в полупроводниците е само една от техните характеристики. Ако на светодиода са написани параметри, например 10 mA и 2,7 V, това означава, че през него не могат да преминат повече от посочените ампери – той ще изгори. При преминаване на ток от 10 mA на полупроводника се губят 2,7 V. Това е загубата, а не напрежението, необходимо за светене на светодиодите.

Как да направите линеен LED драйвер със собствените си ръце?

Имайки готови микросхеми, всеки начинаещ радиолюбител може да сглоби драйвер за светодиоди. За тази работа трябва да можете да правите две неща – да четете електрически схеми и да притежавате поялник. Например, можете да сглобите токов стабилизатор за 3 W светодиоди, като използвате чипа PowTech – PT4115 (Китай). Преобразувателят, създаден на базата на тази микросхема, има минимум елементи и висока ефективност. Най-простият преобразувател на ток се сглобява дори от зарядно устройство за телефон. Следва инструкция за сглобяване на драйвер за три светодиода 1W. За работа ще ви трябва:

  • Старо зарядно за мобилен телефон. Например от Samsung – те са по-надеждни. Параметри на устройството – 5 V и 700 mA.
  • Тример резистор със съпротивление 10 kOhm.
  • Три LED елемента с мощност 1 W.
  • Кабел с щепсел.

Как да сглобя драйвера:

  1. Разглобете зарядното устройство, като внимавате да не повредите елементите му.Шофьор
  2. Използвайте поялник, за да запоите резистор 5 kΩ на входа. Заменете го с регулируем резистор.Работа по запояване
  3. Определете изхода за товара и полярността, за да запоите правилно светодиодите. Те са предварително сглобени в серийна верига.Изход за натоварване
  4. Отлепете контактите от кабела и поставете там проводник с щепсел. Преди да проверите дали стабилизаторът работи, уверете се, че всичко е свързано правилно. Ако направите грешка, може да има късо съединение.разпоявам
  5. Регулирайте тока с тримера, така че светодиодите да светят.коригирайте
  6. Ако светещите елементи са включени, проверете напрежението, тока, мощността с тестер.Светодиодите светят

Ако светодиодите светят, няма искра или дим, сглобяването е минало добре – вашият DIY е готов. Използването на правилно подбран драйвер е важно условие за качествената и дълготрайна работа на светодиодните захранвания. Най-надеждният вариант е да закупите марково устройство заедно с LED лампи. Ако разбирате схеми и сте „приятели“ с поялник, винаги можете да сглобите подходящ драйвер за LED елементи.

Rate article
Add a comment

  1. Олег

    В значительной степени срок службы фотодиодной лампы зависит именно от качества драйвера, а еще точнее от производителя. Это вывод из личного опыта. Также от качества драйвера завит и потребляемая мощность светодиодной лампы, некоторые из драйвером сильно нагреваются, то есть часть потребляемой энергии идет на нагрев. Был очень приятно удивлен, что здесь представлена возможность создания драйвера своими руками, из блока питания. Обязательно попробую такой сделать, поскольку есть светодиодные лампы из сгоревшими драйверами.

    Reply
  2. Айна

    Из множество составляющих светодиодной лампы-драйвер наверно является одним из важнейших. Следовательно, при выборе самой лампы параметры типа драйвера зачастую не указываются. Это ссылается на то, что многие драйверы не долгослужащие. А тут подробно указано о том, как сделать качественный драйвер своими руками, что даже новички запросто разберутся в этом. В целом, статья стала для меня информативной и надеюсь, что в ближайшем будущем обязательно воспользуюсь знаниями полученными в ней

    Reply
  3. Виталий

    Много полезного и интересного для себя почерпнул из этой статьи. Конечно, лучше покупать уже готовый, проверенный драйвер, ведь от него напрямую зависит качество работы светодиодных ламп. Но приятно ведь и что-то сделать своими руками. Не знал, что старые телефонные зарядки, а их в доме полно (у всех членов семьи есть телефоны, зарядки часто выходят из строя), можно так эффективно, то есть с пользой для дела, использовать. Я и сам попробовал изготовить самодельный драйвер ради интереса, действуя пошаговым указаниям, у меня все получилось, чему очень рад.

    Reply
  4. Антон

    Решил в своем доме сам сделать всю электрику и сам все лампы установить решил. Потому что думал, что так будет дешевле  и вроде как, интереснее! Но я даже не думал, что с этим столько много проблем будет. А сложностей еще больше. К тому же я совсем новичок в этом деле и мне в двойне было сложно. Но многое у вас на сайте смог найти. У вас материал полезный подобран и нужный. Особенно, для таких “зеленых” как я, кто с электричеством и лампами никогда и не сталкивался. Спасибо большое за то, что понятно все расписали!

    Reply
  5. Саша

    Спасибо разработчикам, потому что
    я только на этом сайте смог найти, как собрать драйвер, понятно и с картинками. Было огромным удивлением, что есть расчётное функционированное время драйвера (из этого возникает вопрос, какой лучше брать?) эх, наткнулся бы я ещё на советы выбора драйвера чуть раньше, то не брал бы тот китайский, который и недели не прослужил.

    Reply
  6. Саша

    Спасибо разработчикам, потому что я только на этом сайте смог найти, как собрать драйвер, понятно и с картинками. Было огромным удивлением, что есть расчётное функционированное время драйвера (из этого возникает вопрос, какой лучше брать?) эх, наткнулся бы я ещё на советы выбора драйвера чуть раньше, то не брал бы тот китайский, который и недели не прослужил.

    Reply
  7. Елена

    Я немного увлекаюсь дизайном интерьера в плане хобби. Создаю очень много интересных вещей из подручных материалов. Вот недавно довелось делать светодиодные светильники. Я в этом деле дуб дубом, как, что и куда подсоединять, мне помогал супруг. Но думаю, все равно нужно научиться самой, авось пригодится. Из статьи узнала очень много полезного и нового для себя. Даже муж прочитал с любопытством, возможно, тоже открыл что-то для себя неизвестное. А вот своими руками сделать драйвер, очень здоровская идея.

    Reply
  8. Саня

    Довольно сложно в этом во всем разобраться. Я по молодости лет учился на электрика, но со временем все позабылось и сейчас, когда возникла необходимость, то пришлось вспоминать, а я и половины не помню, да и все немного изменилось. Мои знания, так скажем, устарели. По этой причине и стал искать информацию в интернете. Благо, что ваш сайт сразу нашел. Нигде таких подробных схем я еще не видел и не встречал, сразу знания немного освежились и стало хоть что-то понятно. Спасибо вам за информацию, которой вы делитесь!

    Reply
  9. Костя

    Согласен, срок службы светодиодной лампы напрямую зависит и от производителя, и от того, качественный драйвер стоит или нет. У меня был случай, когда лампа вышла из строя уже через месяц использования. Похоже, что сделана лампа была(догадайтесь с трех раз!)) в Китайской народной республике. Знающий человек говорит, что каждая третья светодиодная лампа, сделанная в Китае, сгорает всего за несколько дней использования. Насчет того, что от качества драйвера зависит и потребляемая мощность лампы, не уверен. Но не удивлюсь, что это так!

    Reply