Designet og princippet om drift af drivere til LED-lamper

Drivere er specielle enheder, der sikrer stabil drift af LED-lamper. Uden dem er dioder ustabile og fejler hurtigt. Vi vil lære, hvordan chauffører er indrettet, og hvordan de fungerer.

Hvorfor LED-driver?

LED’er er meget mere energieffektive og holder længere end glødepærer. De kan arbejde i årevis og bruger flere gange mindre strøm end konventionelle pærer, med en stabil strømforsyning, som føreren er ansvarlig for.
LED’er er meget følsomme over for den strøm, der leveres til deres indgange. De er ikke bange for lavere værdier, men øgede spændinger og strømme kan ikke kun reducere ressourcen af ​​halvledere betydeligt, men også deaktivere dem. Chaufførens opgave er at forsyne LED’erne med en stabil strøm. Driver til LED-lamper – strømforsyning. Det er et elektronisk kredsløb, hvis output er en konstant strøm af en given værdi.

For at LED-elementer skal fungere i lang tid og effektivt, brænde klart og uden at flimre, skal en strøm af en sådan værdi, der er angivet i det tekniske datablad for halvlederelementet, strømme gennem LED’erne.

LED-drivere, der tilbydes af producenter, er designet til spændinger på 10, 12, 24, 220 V og jævnstrøm på 350 mA, 700 mA, 1 A. Normalt er drivere lavet til specifikke armaturer, men der er også universelle enheder til salg, som passer til de fleste LED-artikler fra kendte mærker. Nuværende stabilisatorer bruges i:

• gade- og hjemmebelysningssystemer;
• desktop kontorlamper;
• LED strips og dekorativ belysning.

Drivere ændrer lysstyrken og farven på LED’erne. Dette gøres ved hjælp af knapperne eller fjernbetjeningen. En LED-lampe uden driver er ustabil og risikerer hurtigt at svigte.

Funktionsprincip

Der påføres en spænding på LED-driverens input, som kan variere. Strømmen passerer gennem modstandene R1 og R3 og opnår den ønskede værdi, og kondensatoren C1 indstiller sin frekvens. Vekselstrøm, der opnår de indstillede parametre, går ind i diodebroen. Ved at passere gennem denne ensretter konverteres strømmen fra alternerende til direkte. Yderligere justeres dens parametre af modstande R2 og R4 og kondensator C2. På denne måde opnås den maksimale nøjagtighed af udgangsstrømparametrene. Elektrisk kredsløbsdiagram af enheden:

Typer af drivere i henhold til driftsprincippet

Alle drivere til LED’er er opdelt i lineære og pulserende. Hver gruppe har sine fordele, ulemper og anbefalinger til brug. Sammenligning af lineær- og pulsstrømkonverter:

Lineær

Baseret på det lineære kredsløb oprettes de enkleste drivere til LED-lampen. Som stabiliseringselement anvendes en begrænsningsmodstand med variabel modstand. I en industriel driver styres modstandens “motor” ikke af en person, men af ​​elektronik. Hvis spændingen stiger til kritiske værdier, begynder strømmen også at vokse, og når den når en uacceptabel værdi, overophedes LED’en og ødelægges efterfølgende. I mere komplekse kredsløb bruges transistorer til at regulere strømmen. Ulempen ved det lineære kredsløb er store effekttab, da med stigende spænding øges dens ubrugelige spredning. En lignende ulempe er tilladt undtagen for laveffektlamper. For multi-watt LED’er er sådanne ordninger ikke egnede. Fordele ved et lineært stabiliseringsskema:

• enkelt design;
• lavpris;
• tilstrækkelig pålidelighed (ved lav belastningseffekt).

Lineær stabilisator:

Puls

Den anden mulighed er impulsstabilisering. Efter at have tændt for KH-knappen, oplades kondensatoren C. Efter åbning af knappens kontakter begynder den at aflade, hvilket giver elektricitet til halvlederelementet. Den enkleste koblingsregulator:
Mens kondensatoren afgiver energi, udsender dioden lys. Jo højere indgangsspænding, jo kortere opladningstid. Ved at trykke og slippe knappen bevares gløden. Dette funktionsprincip kaldes pulsbreddemodulation. Dusinvis og endda tusindvis af operationer sker i sekundet.

Typer af drivere efter designtype

Drivere til LED-elementer er et lille elektronisk kredsløb, der er samlet af modstande, kondensatorer og halvlederdioder placeret på kortet. Enheder, der stabiliserer strømmen til LED’er, fås i 2 versioner:

• I skroget. Dette er den mest almindelige mulighed. Omkostningerne ved en sådan enhed er højere. Dens største fordel er beskyttelsen af ​​strukturelle elementer mod fugt og støv.
• Uden krop. Deres brug er kun berettiget til skjult installation. De er billigere end case-analoger.

I henhold til designet er omformere opdelt i tre grupper.

Elektronisk

I en elektronisk konverter er en transistor ansvarlig for at korrigere strømmen. Dens opgave er at aflæse kontrolmikrokredsløbet. For at udjævne krusningen så meget som muligt er en kondensator installeret ved udgangen af ​​kredsløbet.
Elektroniske enheder er dyre, men stabiliserer strømmen op til et maksimum på 750 mA. De nyeste drivere af denne type er normalt installeret på lamper med en E27-sokkel. De største ulemper er krusninger og interferens i højfrekvensområdet. Hvis husholdningsapparater, som f.eks. en radio, er sat i det samme stik som lampen, opstår der interferens ved FM-frekvenser. . En god elektronisk driver skal have to kondensatorer på én gang:

• elektrolytisk, som udglatter pulseringer;
• keramik, som sænker høje frekvenser.

Denne kombination er sjælden, især i kinesisk fremstillede chauffører. IC-kyndige brugere kan få driverens outputparametre ved at ændre modstandsværdierne. På grund af den høje effektivitet – omkring 95% – bruges elektroniske drivere til en række forskellige formål (for at sikre driften af ​​LED-lamper til biler, gade- og husholdningsbelysning).

Baseret på kondensatorer

Drivere baseret på brug af kondensatorer er noget mindre populære. Næsten alle budget LED-lampekredsløb med sådanne enheder har lignende egenskaber.
På grund af ændringer foretaget af producenter til elektriske kredsløb, kan nogle elementer blive fjernet fra dem. Især ofte har de ikke en kondensator, der er ansvarlig for at udjævne krusninger. Fordele ved kondensatordrivere:

• enkelhed af design;
• Effektiviteten har en tendens til 100%, da effekttab kun observeres i modstande og krydsninger af halvlederelementer.

Ifølge GOST er den tilladte krusningshastighed 10-20% og afhænger af formålet med det rum, hvor belysningsenheden fungerer.

Dæmpbar

En lysdæmper er en enhed, der styrer lysstyrken på lysdioder. Mange moderne drivere inkorporerer disse nyttige funktioner.
Fordele ved dæmpbare drivere:

• brugeren vælger det belysningsniveau, der er behageligt for det aktuelle øjeblik;
• Inkluderingen af ​​en lysdæmper i strømstabilisatorer giver dig mulighed for økonomisk at forbruge både elektricitet og lysdiodernes levetid.

Udførelsesmuligheder:

• Lysdæmperen er placeret mellem strømforsyningen og LED-lampen. En sådan enhed styrer den elektricitet, der leveres til lysdioderne. Normalt er disse pulsbreddestabilisatorer (PWM), der korrigerer mængden af ​​strøm.
• Enheden styrer strømforsyningen. Den udfører strømkorrektion. Lysstyrken og farven på dioderne ændres.

Livstid

Varigheden af ​​den korrekte drift af driveren afhænger af dens kvalitet og driftsbetingelser. Men selv den højeste kvalitet enhed har en meget mindre ressource end de LED’er, der er tilsluttet den. LED-elementer fra kendte mærker holder omkring 100.000 timer. Estimeret tidspunkt for førerens drift:

• lav kvalitet – op til 20.000 timer;
• gennemsnit – op til 50.000 timer;
• høj – op til 70.000 timer.

Til produktion og gaden anbefales det at tage chauffører med lang levetid.

Varigheden af ​​strømstabilisatoren til LED’er påvirkes af eksterne faktorer. Driveren kan fejle af følgende årsager:

• høj luftfugtighed i rummet, hvilket ikke svarer til graden af ​​beskyttelse af enheden;
• skarpe temperaturændringer;
• dårlig ventilation;
• forkert beregning af belastningseffekt.

Oftest går driveren i stykker på grund af kondensatoren – den fejler under strømstød i netværket.

Hvordan vælger man en chauffør?

De fleste LED-lysdrivere, der sælges på hjemmemarkedet, er lavet i Kina, er billige og er ikke af høj kvalitet. I kinesiske LED-lampedrivere findes ofte defekte mikrokredsløb, det anbefales ikke at købe dem. En sådan enhed fejler hurtigt, og det er usandsynligt, at det vil være muligt at bytte det til en ny eller returnere pengene. Tips til at vælge en LED-driver:

• Tag den nuværende stabilisator sammen med belastningen.
• Overvej den belastningseffekt, der vil blive tilsluttet til driveren.
• Vær opmærksom på kroppen. Det skal angive effekt, spændingsområder (input og output), den nominelle værdi af den stabiliserede strøm, fugt- og støvmodstandsklassen.

Maksimal førerkraft

Udgangsspændingen afhænger af antallet af dioder i kredsløbet og skemaet for deres inklusion. Den skal være større end eller lig med summen af ​​den energi, der bruges af hver blok i det elektriske kredsløb. Den nominelle strøm bestemmes af elementernes effekt og deres lysstyrke. Formålet med stabilisatoren er at forsyne dioderne med den nødvendige energi. Den samlede effekt af LED’erne bestemmes af parametrene for hvert element, deres antal og farve. Mængden af ​​forbrugt energi beregnes efter formlen: P = PLED x N, hvor N er antallet af dioder i kredsløbet, PLED er effekten af ​​én diode. Den nominelle værdi tages 20-30 % mere end den beregnede effekt: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Der tages også hensyn til farven på elementernes glød. Det påvirker udgangsspændingen. Det er angivet direkte på enheden eller på emballagen. For eksempel er der tre 3W LED’er. Så er den samlede effekt 9 watt. Anbefalet driver Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 watt.

Pris

Drivere til LED-belysning sælges i elektriske butikker, på internettet, i detailforretninger, der handler med radiokomponenter. At købe online er det billigste.
Omtrentlig priser for nuværende stabilisatorer:

• DC12V (effekt 18 W, indgangsspænding 12 V, udgang 100-240 V) – 190 rubler;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 rubler;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 rubler;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 rubler.

PT4115-mikrokredsløbet – en buck-konverter – koster 150 rubler pr. Mere kraftfulde elementer koster fra 150 til flere tusinde rubler.

Andre egenskaber

Når du køber en driver, skal du være opmærksom på følgende egenskaber:

• Udgangsspænding. Dens værdi afhænger af antallet af LED’er i lampen, af strømforsyningsmetoden og spændingsfaldet over halvlederne. Der er enheder på markedet med spændinger fra 2 til 50 V og mere.
• Nominel strøm. Det bør være tilstrækkeligt til at give optimal lysstyrke.
• LED farve. Det påvirker spændingsfaldet.

Afhængigheden af ​​elektriske parametre af farven på lysdioderne:

Hvis lyskilden har tre 1 W hvidt lys-LED’er forbundet i serie, skal du bruge en driver med en spænding på 9-12 V og en strøm på 350 mA. Spændingsfaldet over hvide krystaller er 3,3 V. Ved seriekobling summeres spændingerne. Det viser sig 9,9 V, hvilket tilfredsstiller førerens driftsområde. Afhængigt af modifikationen bruges enheder til et vist antal lysdioder – en, to eller flere.

I hverdagen og til phytolamper anbefales det at bruge drivere i tilfælde. De er mere æstetiske og sikrere end rammeløse.

For eksempel er LED-drivere med 9918c-chip i en LED-lampe velegnede til at drive ikke-dæmpbare lamper og understøtter effekt op til 25W.

Driver forbindelse

Driveren er ret enkel at tilslutte til LED’erne. På dens krop er der alle de nødvendige markeringer. En indgangsspænding tilføres indgangsterminalerne (INPUT), og en række LED’er er forbundet til udgangsterminalerne (OUTPUT). Det vigtigste er at observere polariteten.

Indgangspolaritet

Hvis driveren drives af konstant spænding, er den positive pol på strømkilden forbundet til dens “+” terminal. For AC-spænding skal du være opmærksom på mærkningen af ​​indgangsterminalerne. Mærkningsmuligheder:

• “L” og “N”. Anvend fase til udgang “L”. Du kan finde den med en speciel elektrisk skruetrækker. Tilslut den neutrale ledning til “N” terminalen.
• “~”, “AC” eller ingen markering. I dette tilfælde er polariteten ikke vigtig, du kan ikke observere den.

Output polaritet

Polariteten skal altid overholdes her. “Plus” ledningen er forbundet med anoden på det første halvlederelement, “minus” ledningen er forbundet med katoden på den sidste diode. Driverforbindelse:
220/12V LED-lampedriverkredsløb (indgangs-/udgangsspænding):

Reparation af LED lampe drivere

Hvis strømregulatoren mister sin evne til at udføre sine funktioner, kan dette føre til beskadigelse af lysdioderne. Det er vigtigt at identificere sammenbruddet i tide. For at teste LED-lampedriveren tilføres dens indgang 220 V. En konstant spænding bør vises ved udgangen af ​​en fungerende driver. Desuden vil dens værdi være lidt større end det øvre område, der er angivet på enhedens emballage. Denne metode er enkel at implementere, men gør det ikke muligt at bedømme enhedens sundhed. For at kontrollere, om driveren er korrekt, skal du gøre følgende:

1. Installer en modstand ved udgangen af ​​den nuværende stabilisator. Dens modstand vælges under hensyntagen til den givne strøm. Bestemt af Ohms lov: R=U/I.
2. Tag en modstand med den beregnede modstand og den tilsvarende effekt.
3. Efter installation af modstanden måles udgangsspændingen med en tester. Hvis det ikke går ud over driftsområdet, fungerer enheden korrekt.

Den anden måde at søge efter driverfejl:

1. Hvis enheden har en sikring, ring den. Testeren skal vise, at modstanden er nul. Hvis modstanden har en tendens til uendelig, udskiftes sikringen. Hvis lampen lyser, efter at netværket er tændt, er reparationen overstået.
2. Hvis sikringen ikke er sprunget, skal du se efter et sammenbrud yderligere. Tjek diodebroen.
3. Hvis ensretteren er i orden, skal du aflodde udjævningskondensatoren og ringe til den. En lille modstand, der vokser foran vores øjne, indikerer kondensatorens brugbarhed.
4. For en simpel driver vil disse kontroller være nok til at finde kilden til problemet. I komplekse strømstabilisatorer bliver du nødt til at ringe til alle dioder og elektrolytiske kondensatorer.

Når du prøver at finde et sammenbrud, skal du overveje princippet om drift af kredsløbet:

• Lineær. I sådanne drivere udføres beskyttelse mod spændingsfald ved hjælp af 5-100 Ohm modstande. En modstand er placeret ved indgangen til ensretteren (diodebro). For at reducere flimmer er en stor elektrolytisk kondensator forbundet parallelt med belastningen.
• Puls. I disse omformere er der mikrokredsløb, der har beskyttelse mod alle trusler – overophedning, overbelastninger og overspændinger. De skal ikke gå i stykker, men alt sker med kinesiske chauffører.

Problemet med at reparere drivere ligger i vanskeligheden ved at vælge de rigtige mikrokredsløb. Især hvis stabilisatoren er lavet i Kina. Hvis ingen metode giver dig mulighed for at finde årsagerne til nedbrydningen af ​​den nuværende stabilisator, bliver du nødt til at kontakte en specialist. Eller køb en anden driver.

Forskelle fra strømforsyninger

Driver, mange brugere ringer fejlagtigt til strømforsyningen. Faktisk er de forskellige enheder. Strømforsyningen stabiliserer spændingen, driveren – strømmen. Hvis LED’erne er tilsluttet den forkerte strømkilde, svigter de hurtigt. Strømforsyningen kan være:

• Transformer. De er sjældne i dag, da de i mange henseender taber til deres konkurrenter. Transformatorblokken laver 12 eller 24 V ud fra en spænding på 220 V. Derefter ensrettes vekselspændingen til direkte. Det påføres belastningen.
• Puls. I dem rettes spændingen ud med det samme – 220 V AC konverteres til 220 V DC. Derefter går den til impulsgeneratoren, som skaber en vekselspænding med høj frekvens. Det sidste element er transformatoren.

Begge strømforsyninger udsender en konstant spænding af samme størrelse. Sådanne enheder er ikke egnede til lysdioder, da de er “drevet” af elektrisk strøm. Og spændingsfaldet over halvledere er kun en af ​​deres egenskaber. Hvis der er skrevet parametre på LED’en, for eksempel 10 mA og 2,7 V, betyder det, at mere end de angivne Ampere ikke kan føres igennem det – det vil brænde ud. Ved passage af en strøm på 10 mA tabes 2,7 V på halvlederen, det er netop tabet, og ikke den spænding, der skal til for at tænde lysdioderne.

Hvordan laver man en lineær LED-driver med egne hænder?

Med færdige mikrokredsløb kan enhver nybegynder radioamatør samle en driver til lysdioder. Til dette job skal du kunne to ting – læse elektriske kredsløbsdiagrammer og eje en loddekolbe. For eksempel kan du samle en strømstabilisator til 3 W LED’er ved hjælp af PowTech-chippen – PT4115 (Kina). Konverteren, skabt på basis af dette mikrokredsløb, har et minimum af elementer og høj effektivitet. Den enkleste strømomformer samles selv fra en telefonoplader. Det følgende er en vejledning til montering af en driver til tre 1W LED’er. Til arbejde skal du bruge:

• Gammel mobiltelefon oplader. For eksempel fra Samsung – de er mere pålidelige. Enhedsparametre – 5 V og 700 mA.
• Trimmermodstand med en modstand på 10 kOhm.
• Tre LED-elementer med en effekt på 1 W.
• Ledning med stik.

Sådan samles driveren:

1. Skil opladeren ad, og pas på ikke at beskadige dens elementer.
2. Brug en loddekolbe til at lodde en 5 kΩ modstand ved indgangen. Udskift den med en justerbar modstand.
3. Bestem output for belastningen og polariteten for at lodde lysdioderne korrekt. De er formonteret i et seriel kredsløb.
4. Løsn kontakterne fra ledningen og sæt en ledning med et stik der. Før du kontrollerer, om stabilisatoren virker, skal du sørge for, at alt er tilsluttet korrekt. Hvis du laver en fejl, kan der være en kortslutning.
5. Juster strømmen med trimmeren, så lysdioderne lyser.
6. Hvis de lysemitterende elementer er tændt, skal du kontrollere spænding, strøm, strøm med en tester.

Hvis LED’erne lyser, er der ingen gnist eller røg, monteringen gik godt – din DIY er klar. Brugen af ​​en korrekt valgt driver er en vigtig betingelse for høj kvalitet og langsigtet drift af LED-strømforsyninger. Den mest pålidelige mulighed er at købe en mærket enhed sammen med LED-lamper. Hvis du forstår kredsløb og er “venner” med en loddekolbe, kan du altid samle en passende driver til LED-elementer.