Dizajn i princip rada drajvera za LED lampe

Driveri su posebni uređaji koji osiguravaju stabilan rad LED lampi. Bez njih, diode su nestabilne i brzo otkazuju. Naučit ćemo kako su vozači raspoređeni i kako funkcioniraju.

Zašto LED drajver?

LED diode su energetski efikasnije i traju duže od žarulja sa žarnom niti. Mogu da rade godinama i troše nekoliko puta manje električne energije od konvencionalnih sijalica, uz stabilno napajanje, za šta je odgovoran vozač.
LED diode su vrlo osjetljive na snagu koja se dovodi na njihove ulaze. Ne boje se nižih vrijednosti, ali povećani naponi i struje mogu ne samo značajno smanjiti resurs poluvodiča, već ih i onesposobiti. Zadatak vozača je osigurati LED diode stabilnom strujom. Drajver za LED lampe – napajanje. To je elektronsko kolo čiji je izlaz konstantna struja date vrijednosti.

Da bi LED elementi radili dugo i efikasno, gorjeli sjajno i bez treperenja, kroz LED diode mora teći struja takve vrijednosti koja je navedena u tehničkom listu poluvodičkog elementa.

LED drajveri koje nude proizvođači dizajnirani su za napone od 10, 12, 24, 220 V i jednosmerne struje od 350 mA, 700 mA, 1 A. Obično se drajveri izrađuju za određene uređaje, ali u prodaji postoje i univerzalni uređaji koji odgovaraju većina LED proizvoda poznatih brendova. Strujni stabilizatori se koriste u:

• sistemi ulične i kućne rasvjete;
• Stolne uredske svjetiljke;
• LED trake i dekorativna rasvjeta.

Drajveri mijenjaju svjetlinu i boju LED dioda. Ovo se radi pomoću dugmadi ili daljinskog upravljača. LED lampa bez drajvera je nestabilna i postoji rizik od brzog kvara.

Princip rada

Na ulaz LED drajvera se primjenjuje napon, koji može varirati. Struja prolazi kroz otpore R1 i R3, postižući željenu vrijednost, a kondenzator C1 postavlja svoju frekvenciju. Naizmjenična struja, postižući zadane parametre, ulazi u diodni most. Prolazeći kroz ovaj ispravljač, struja se pretvara iz naizmjenične u direktnu. Nadalje, njegovi parametri se podešavaju otpornicima R2 i R4 i kondenzatorom C2. Na ovaj način se postiže maksimalna tačnost parametara izlazne struje. Šema električnog kola uređaja:

Vrste drajvera prema principu rada

Svi drajveri za LED diode dijele se na linearne i impulsne. Svaka grupa ima svoje prednosti, nedostatke i preporuke za upotrebu. Poređenje linearnog i impulsnog strujnog pretvarača:

Linearno

Na osnovu linearnog kola kreiraju se najjednostavniji drajveri za LED lampu. Kao stabilizacijski element koristi se ograničavajući otpornik s promjenjivim otporom. U industrijskom drajveru, “motorom” otpornika ne upravlja osoba, već elektronika. Ako napon poraste do kritičnih vrijednosti, počinje rasti i struja, a kada dostigne neprihvatljivu vrijednost, LED se pregrijava i potom se uništava. U složenijim krugovima tranzistori se koriste za regulaciju struje. Nedostatak linearnog kola su veliki gubici snage, jer se s povećanjem napona povećava njegova beskorisna disipacija. Sličan nedostatak je dozvoljen osim za lampe male snage. Za LED diode s više vata takve sheme nisu prikladne. Prednosti linearne stabilizacijske sheme:

• jednostavan dizajn;
• jeftino;
• dovoljna pouzdanost (pri maloj snazi ​​opterećenja).

Linearni stabilizator:

Puls

Druga opcija je stabilizacija impulsa. Nakon uključivanja dugmeta KH, kondenzator C se puni. Nakon otvaranja kontakata gumba, počinje se prazniti, dajući električnu energiju poluvodičkom elementu. Najjednostavniji prekidački regulator:
dok kondenzator daje energiju, dioda emituje svjetlost. Što je veći ulazni napon, kraće je vrijeme punjenja. Pritiskom i otpuštanjem dugmeta održava se sjaj. Ovaj princip rada naziva se pulsno-širinska modulacija. Desetine, pa čak i hiljade operacija se dešavaju u sekundi.

Vrste drajvera prema tipu dizajna

Drajveri za LED elemente su mali elektronski sklop sastavljen od otpornika, kondenzatora i poluvodičkih dioda postavljenih na ploču. Uređaji koji stabiliziraju struju za LED diode dostupni su u 2 verzije:

• U korpusu. Ovo je najčešća opcija. Cijena takvog uređaja je veća. Njegova glavna prednost je zaštita konstrukcijskih elemenata od vlage i prašine.
• Bez tela. Njihova upotreba je opravdana samo za skrivenu instalaciju. Jeftiniji su od analoga kućišta.

Prema dizajnu, pretvarači su podijeljeni u tri grupe.

Electronic

U elektronskom pretvaraču tranzistor je odgovoran za korekciju struje. Njegov zadatak je rasterećenje upravljačkog mikrokola. Da bi se talasanje što je više moguće izgladilo, na izlazu kruga je instaliran kondenzator.
Elektronski uređaji su skupi, ali stabiliziraju struju do maksimalno 750 mA. Najnoviji drajveri ovog tipa obično se instaliraju na lampe sa E27 bazom. Glavni nedostaci su talasi i smetnje u visokofrekventnom opsegu. Ako su kućni aparati, kao što je radio, uključeni u istu utičnicu sa lampom, dolazi do smetnji na FM frekvencijama. . Dobar elektronski drajver treba da ima dva kondenzatora odjednom:

• elektrolitički, koji izglađuje pulsacije;
• keramika, koja snižava visoke frekvencije.

Ova kombinacija je rijetka, posebno kod vozača kineske proizvodnje. IC pametni korisnici mogu dobiti izlazne parametre drajvera promjenom vrijednosti otpornika. Zbog visoke efikasnosti – oko 95% – elektronski drajveri se koriste u različite svrhe (za osiguranje rada automobilskih LED lampi, ulične i kućne rasvjete).

Na bazi kondenzatora

Drajveri zasnovani na upotrebi kondenzatora su nešto manje popularni. Gotovo svi proračunski sklopovi LED lampi s takvim uređajima imaju slične karakteristike.
Zbog promjena koje su proizvođači napravili na električnim krugovima, neki elementi mogu biti uklonjeni iz njih. Naročito često nemaju kondenzator odgovoran za izglađivanje talasa. Prednosti drajvera kondenzatora:

• jednostavnost dizajna;
• Efikasnost teži 100%, jer se gubici snage uočavaju samo u otpornicima i spojevima poluvodičkih elemenata.

Prema GOST-u, dozvoljena stopa talasanja je 10-20% i ovisi o namjeni prostorije u kojoj radi rasvjetni uređaj.

Dimmable

Dimer je uređaj koji kontrolira svjetlinu LED dioda. Mnogi moderni drajveri sadrže ove korisne funkcije.
Prednosti drajvera sa mogućnošću zatamnjivanja:

• korisnik bira nivo osvjetljenja koji je ugodan za trenutni trenutak;
• uključivanje prigušivača u strujne stabilizatore omogućava vam da ekonomično trošite i električnu energiju i vijek trajanja LED dioda.

Opcije izvođenja:

• Uređaj za zatamnjenje se nalazi između izvora napajanja i LED lampe. Takav uređaj kontrolira električnu energiju koja se isporučuje LED diodama. Obično su to stabilizatori širine impulsa (PWM) koji ispravljaju količinu struje.
• Uređaj kontroliše napajanje. Vrši korekciju struje. Svjetlina i boja dioda se mijenjaju.

Životni vijek

Trajanje ispravnog rada vozača ovisi o njegovom kvalitetu i uvjetima rada. Ali čak i najkvalitetniji uređaj ima mnogo manji resurs od LED dioda povezanih s njim. LED elementi poznatih brendova traju oko 100.000 sati. Predviđeno vrijeme rada vozača:

• nizak kvalitet – do 20.000 sati;
• prosjek – do 50.000 sati;
• visoka – do 70.000 sati.

Za proizvodnju i ulicu preporučuje se uzimanje vozača sa dugim vijekom trajanja.

Na trajanje strujnog stabilizatora za LED diode utječu vanjski faktori. Vozač može pokvariti iz sljedećih razloga:

• visoka vlažnost u prostoriji, koja ne odgovara stepenu zaštite uređaja;
• oštre promjene temperature;
• loša ventilacija;
• netačan proračun snage opterećenja.

Najčešće se drajver pokvari zbog kondenzatora – ne uspije tijekom napona u mreži.

Kako odabrati vozača?

Većina LED rasvjetnih drajvera koji se prodaju na domaćem tržištu proizvedeni su u Kini, jeftini su i nisu visokog kvaliteta. U kineskim drajverima LED lampi često se nalaze neispravni mikro krugovi, ne preporučuje se kupovina. Takav uređaj brzo pokvari i malo je vjerovatno da će ga biti moguće zamijeniti za novi ili vratiti novac. Savjeti za odabir LED drajvera:

• Uzmite i stabilizator struje zajedno s opterećenjem.
• Uzmite u obzir snagu opterećenja koja će biti povezana sa drajverom.
• Obratite pažnju na telo. Trebalo bi naznačiti snagu, opsege napona (ulaz i izlaz), nominalnu vrijednost stabilizirane struje, klasu otpornosti na vlagu i prašinu.

Maksimalna snaga vozača

Izlazni napon ovisi o broju dioda u krugu i shemi njihovog uključivanja. Mora biti veći ili jednak zbroju energije koju potroši svaki blok električnog kola. Nazivna struja je određena snagom elemenata i njihovom svjetlinom. Svrha stabilizatora je da diodama osigura potrebnu energiju. Ukupna snaga LED dioda određena je parametrima svakog elementa, njihovim brojem i bojom. Količina potrošene energije izračunava se prema formuli: P = PLED x N, gdje je N broj dioda u kolu, PLED je snaga jedne diode. Nazivna vrijednost se uzima za 20-30% više od izračunate snage: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. U obzir se uzima i boja sjaja elemenata. Utječe na izlazni napon. Navedeno je direktno na uređaju ili pakovanju. Na primjer, postoje tri LED diode od 3W. Tada je ukupna snaga 9 vati. Preporučeni drajver Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 vati.

Cijena

Drajveri za LED rasvjetu prodaju se u trgovinama elektrotehnike, na internetu, na maloprodajnim mjestima koja se bave radio komponentama. Kupovina preko interneta je najjeftinija.
Okvirne cijene za trenutne stabilizatore:

• DC12V (snaga 18 W, ulazni napon 12 V, izlaz 100-240 V) – 190 rubalja;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 rubalja;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 rubalja;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 rubalja.

Mikrokrug PT4115 – pretvarač dolara – košta 150 rubalja po komadu. Snažniji elementi koštaju od 150 do nekoliko hiljada rubalja.

Ostale karakteristike

Prilikom kupovine vozača obratite pažnju na sljedeće karakteristike:

• Izlazni napon. Njegova vrijednost ovisi o broju LED dioda u svjetiljci, o načinu napajanja i o padu napona na poluvodičima. Na tržištu postoje uređaji napona od 2 do 50 V i više.
• Nazivna struja. Trebalo bi da bude dovoljno da obezbedi optimalnu osvetljenost.
• LED boja. Utiče na pad napona.

Ovisnost električnih parametara o boji LED dioda:

Ako izvor svjetlosti ima tri LED diode bijele svjetlosti od 1 W povezane u seriju, trebat će vam drajver napona od 9-12 V i struje od 350 mA. Pad napona na bijelim kristalima je 3,3 V. Kada su povezani u seriju, naponi se zbrajaju. Ispada 9,9 V, što zadovoljava radni opseg vozača. Ovisno o modifikaciji, uređaji se koriste za određeni broj LED dioda – jednu, dvije ili više.

U svakodnevnom životu i za fitolampe preporučuje se upotreba drajvera u kućištima. Oni su estetskiji i sigurniji od onih bez okvira.

Na primjer, LED drajveri sa 9918c čipom u LED lampi su pogodni za pogon sijalica koje se ne mogu zatamniti i podržavaju snagu do 25W.

Veza vozača

Drajver je prilično jednostavan za povezivanje sa LED diodama. Na njegovom tijelu nalaze se sve potrebne oznake. Ulazni napon se primjenjuje na ulazne terminale (INPUT), a niz LED dioda je spojen na izlazne terminale (OUTPUT). Glavna stvar je promatrati polaritet.

Polaritet ulaza

Ako se vozač napaja konstantnim naponom, pozitivni pol izvora napajanja spojen je na njegov “+” terminal. Za AC napon obratite pažnju na označavanje ulaznih terminala. Opcije označavanja:

• “L” i “N”. Primijenite fazu na izlaz “L”. Možete ga pronaći posebnim električnim odvijačem. Spojite neutralnu žicu na “N” terminal.
• “~”, “AC” ili bez oznake. U ovom slučaju polaritet nije važan, ne možete ga promatrati.

Izlazni polaritet

Ovdje se uvijek mora poštovati polaritet. Žica “plus” spojena je na anodu prvog poluvodičkog elementa, “minus” žica je spojena na katodu posljednje diode. Priključak drajvera:
220/12V LED krug pokretača lampe (ulazni/izlazni napon):

Popravka drajvera LED lampi

Ako strujni regulator izgubi sposobnost da obavlja svoje funkcije, to može dovesti do oštećenja LED dioda. Važno je na vrijeme prepoznati kvar. Za testiranje drajvera LED lampe, na njegov ulaz se dovodi 220 V. Na izlazu upravljačkog programa koji radi treba da se pojavi konstantan napon. Štoviše, njegova vrijednost bit će nešto veća od gornjeg raspona navedenog na pakovanju uređaja. Ova metoda je jednostavna za implementaciju, ali ne omogućava procjenu zdravlja uređaja. Da biste provjerili da li drajver radi, uradite sljedeće:

1. Ugradite otpornik na izlaz strujnog stabilizatora. Njegov otpor se bira uzimajući u obzir datu struju. Određeno Ohmovim zakonom: R=U/I.
2. Uzmite otpornik sa izračunatim otporom i odgovarajućom snagom.
3. Nakon ugradnje otpornika, izmjerite izlazni napon testerom. Ako ne prelazi radni opseg, uređaj radi ispravno.

Drugi način za traženje grešaka drajvera:

1. Ako uređaj ima osigurač, pozvonite ga. Tester bi trebao pokazati da je otpor nula. Ako otpor teži beskonačnosti, zamijenite osigurač. Ako lampica zasvijetli nakon uključivanja mreže, popravak je završen.
2. Ako osigurač nije pregorio, potražite dalje kvar. Provjerite diodni most.
3. Ako je ispravljač ispravan, morat ćete odlemiti kondenzator za izravnavanje i nazvoniti ga. Mali otpor, koji raste pred našim očima, ukazuje na ispravnost kondenzatora.
4. Za jednostavan drajver, ove provjere će biti dovoljne da pronađu izvor problema. U složenim stabilizatorima struje morat ćete zvoniti sve diode i elektrolitičke kondenzatore.

Kada pokušavate pronaći kvar, razmotrite princip rada kruga:

• Linearno. U takvim drajverima zaštita od padova napona provodi se pomoću otpornika od 5-100 Ohma. Jedan otpor se postavlja na ulaz ispravljača (diodni most). Da bi se smanjilo treperenje, veliki elektrolitički kondenzator je spojen paralelno s opterećenjem.
• Puls. U ovim pretvaračima se nalaze mikro krugovi koji imaju zaštitu od svih prijetnji – pregrijavanja, preopterećenja i prenapona. Ne bi trebalo da se pokvare, ali sve se dešava sa kineskim vozačima.

Problem popravke drajvera leži u poteškoćama odabira pravih mikro krugova. Pogotovo ako je stabilizator proizveden u Kini. Ako vam nijedna metoda ne dopušta da pronađete uzroke kvara trenutnog stabilizatora, morat ćete kontaktirati stručnjaka. Ili kupite drugog vozača.

Razlike od izvora napajanja

Driver mnogi korisnici pogrešno nazivaju napajanjem. U stvari, to su različiti uređaji. Napajanje stabilizira napon, drajver – struju. Ako su LED diode spojene na pogrešan izvor napajanja, brzo otkazuju. Napajanje može biti:

• Transformator. Danas su rijetki, jer po mnogo čemu gube od svojih konkurenata. Blok transformatora stvara 12 ili 24 V od napona od 220 V. Zatim se naizmjenični napon ispravlja u direktni. Primjenjuje se na opterećenje.
• Puls. U njima se napon odmah ispravlja – 220 V AC se pretvara u 220 V DC. Zatim ide do generatora impulsa, koji stvara naizmjenični napon visoke frekvencije. Posljednji element je transformator.

Oba izvora napajanja proizvode konstantan napon iste veličine. Takvi uređaji nisu prikladni za LED diode, jer se “napajaju” električnom strujom. A pad napona na poluvodičima samo je jedna od njihovih karakteristika. Ako su na LED diodi napisani parametri, na primjer, 10 mA i 2,7 V, to znači da se kroz njega ne može proći više od naznačenih Ampera – izgorit će. Prolaskom struje od 10 mA na poluprovodniku se gubi 2,7 V. To je upravo gubitak, a ne napon potreban za paljenje LED dioda.

Kako napraviti linearni LED drajver vlastitim rukama?

Imajući gotove mikro krugove, svaki početnik radio-amater može sastaviti drajver za LED diode. Za ovaj posao morate znati dvije stvari – čitati električne dijagrame i posjedovati lemilicu. Na primjer, možete sastaviti strujni stabilizator za 3 W LED diode pomoću PowTech čipa – PT4115 (Kina). Pretvarač, kreiran na bazi ovog mikrokola, ima minimum elemenata i visoku efikasnost. Najjednostavniji strujni pretvarač sastavlja se čak i od punjača telefona. Slijedi instrukcija za sastavljanje drajvera za tri LED diode od 1W. Za posao će vam trebati:

• Stari punjač za mobilni telefon. Na primjer, od Samsunga – oni su pouzdaniji. Parametri uređaja – 5 V i 700 mA.
• Trimer otpornik sa otporom od 10 kOhm.
• Tri LED elementa snage 1 W.
• Kabel sa utikačem.

Kako sastaviti drajver:

1. Rastavite punjač, ​​pazeći da ne oštetite njegove elemente.
2. Lemilom za lemite otpornik od 5 kΩ na ulazu. Zamijenite ga podesivim otpornikom.
3. Odredite izlaz za opterećenje i polaritet kako biste ispravno zalemili LED diode. Oni su prethodno sastavljeni u serijsko kolo.
4. Odlemite kontakte sa kabla i tamo stavite žicu sa utikačem. Prije nego provjerite radi li stabilizator, provjerite je li sve ispravno spojeno. Ako pogriješite, može doći do kratkog spoja.
5. Podesite struju trimerom tako da svetle LED diode.
6. Ako su elementi koji emituju svjetlost uključeni, provjerite testerom napon, struju, snagu.

Ako su LED diode upaljene, nema iskre ili dima, montaža je prošla dobro – vaš DIY je spreman. Upotreba pravilno odabranog drajvera važan je uvjet za kvalitetan i dugotrajan rad LED napajanja. Najpouzdanija opcija je kupiti brendirani uređaj zajedno sa LED lampama. Ako se razumijete u sklopove i “prijateljite” s lemilom, uvijek možete sastaviti odgovarajući drajver za LED elemente.