Varieties of driver circuits and its connection

Устройство светодиодной лампыПодключение

To choose a driver for an LED lamp and, in the future, to install it correctly, you need to familiarize yourself with the necessary circuits and parameters. A properly selected device will not only extend the life of the product, but also save you money.

LED lamp device

Models of the diode lamp began to replace the standard ones. They are expensive, but their technical parameters are much superior to obsolete models. To understand how they work, you need to know the device of the LED lamp.
LED lamp deviceIt consists of 5 elements that are connected in one case:

  • Plinth –  an element screwed into the socket of a chandelier or other lamp. Issued for:
    • domestic use screw type E27 and E14, made of brass with nickel anti-corrosion coating;
    • for other needs, light sources with a pin base are produced.
  • Driver  – an element that stabilizes the incoming voltage and changes the alternating current to direct. It also provides power to the LED. Consists of 3 parts:
    • microcircuits;
    • pulse transformer;
    • capacitors.
  • A heatsink is an element that removes heat and provides the LEDs with the optimum temperature for operation. It usually forms the visible part of the body.
  • A diffuser is a  transparent “cap” that helps to distribute light in space. It is made in the form of a hemisphere for scattering beams of light at a wide angle. The material used is polycarbonate or plastic. Prevents dust and moisture from entering the housing. To soften the sharpness of light and reduce the irritating effect on the eyes, this element is coated with a phosphor from the inside. This achieves a color temperature similar to natural light.
  • LEDs are the main working element of the lamp, due to which a glow appears. There are 4 main chip assembly technologies:
    • SMD technology is the most common in everyday life. The crystal is placed on the surface of the light device;
    • DIP – a light element consists of 1 powerful crystal, on top of which a lens is attached;
    • Piranha – darlings of the automotive industry, there are 4 contacts;
    • COB technology is an advanced LED chip connection scheme, the most protected option from overheating and oxidation.

Lamp device

In inexpensive products, there may not be a driver; instead, a power supply is installed, which provides neither current nor voltage stabilization.

Varieties of driver circuits and their features

Manufacturers mainly produce drivers on integrated circuits (ICs) that allow you to power from low voltage. All converters for LED lighting that currently exist are divided into:

  • created on the basis of 1÷3 transistors – simple;
  • with chips with PWM – complex.

Standard LED driver wiring diagram:
Wiring diagramConnecting to a power supply and the number of LEDs in it affects the output voltage. The amount of current that the driver should give out directly depends on the total power and brightness of their radiation. Power can be calculated using the formula: P = P(led) × n, where:

  • P(led) is the potential of one element;
  • n is the number of LED elements.

Important points:

  • Direct rated current is the main parameter of any LED. Underestimating it, we lose in brightness, and overestimating it, we sharply reduce the service life.
  • The voltage given in the datasheet to the LED is not decisive and only indicates how many volts will drop at the pn junction when the rated current flows. Its meaning must be known.
  • To connect high-power LEDs, a high- quality cooling system is important. When installing LEDs with a power consumption of more than 0.5 W on a radiator, stable long-term activity will go on.

Connecting LEDs to the driver:
Connecting to a driver

Be sure to take into account the color factor of the consumer when calculating, as it affects the voltage drop.

According to the quality of the driver, they are divided into 3 types:

  • low quality, work up to 20 thousand hours;
  • with average parameters – up to 50 thousand hours;
  • converter, consisting of components of well-known brands – 70 thousand hours and more.

With capacitors to reduce voltage

Capacitor C1 protects against mains interference, and C4 smoothes out ripples. At the moment the current is applied, 2 resistors – R2 and R3 – limit it and at the same time protect it from a short circuit, and the VD1 element converts the alternating voltage. When the current supply stops, the capacitor is discharged with the help of resistor R4. R2, R3 and R4 are not used by all manufacturers.
Current supplyMinuses:

  1. Diode burnout , since the stability of the current supply is not observed. The load voltage is completely dependent on the supply voltage.
  2. No galvanic isolation , there is a risk of electric shock. It is not recommended to touch current-carrying elements during disassembly of the lamps, as they are under phase.
  3. It is practically impossible to achieve high glow currents , because this would require an increase in the capacitances of the capacitors.

With impulse driver

Protects against power surges and interference in the network. An example is the CPC9909 model. Efficiency reaches 98% – an indicator at which one can really talk about energy savings and savings.
Model exampleThe device can be powered directly from high voltage – up to 550 V, since the driver is equipped with a built-in stabilizer. The circuit has become simpler, and the cost is lower.

The microcircuit is successfully used for the development of emergency and backup lighting networks, as it is suitable for boost converter circuits.

At home, based on the CPC9909, battery-powered lamps or drivers with a power not exceeding 25 V are most often assembled. Switching drivers have wide input voltage ranges. For example, the MAX16833 chip has an input voltage range of 5 to 65 V, while the MAX16822 has a voltage range of 6.5 to 65 V. Some chips allow you to set the conversion frequency from 20 kHz to 2 MHz. The MAX16801 and MAX16802 LED driver controllers allow you to design a DC/DC converter with up to 10A output current. The MAX16807, MAX16809, MAX16838, and MAX16814 LED drivers provide a 1:5000 output current adjustment range. Most switching LED drivers allow you to choose the most optimal circuit topology for maximum performance.

With dimmable driver

The dimmer is used to smoothly change the intensity of the lamp. One of the main parameters is power. The maximum number of lamps connected to it depends on the power. Adjusting the brightness of the lighting fixtures allows you to set the desired level of lighting in the room. It’s comfortable:

  • when creating separate zones;
  • reducing the brightness of the light in the daytime;
  • to highlight interior items.

They are divided into groups according to the type of control:

  • mechanical;
  • push-button;
  • remote.

With the help of a dimmer, the use of electricity becomes more rational, and the service life of the electrical appliance increases.

There are 2 types:

  • With PWM control. They are installed between the lamp and the power supply. Energy is supplied in the form of pulses of different duration.
  • 2nd view. They are used for devices with a stabilized current and affect the power source itself.

Types of lampsThe e14 dimmable LED lamp is well suited for completing automated systems. Cope with the performance of the light source. They are highly demanded by consumers. 14 is the diameter of the lamp base, expressed in millimeters. Today, these bulbs are available in various forms:

  • ball;
  • a drop;
  • candle;
  • mushroom.

Driver connection diagram for LEDs

There are 3 types of connection, let’s look at an example with 6 consumers. Their voltage loss is 3 V, the current consumption is 300 mA:

  • consistent;Consistent
  • parallel;Parallel
  • consecutive by 2.Serial by 2

The main types of schemes:

  • Microchip based. The PT4115 has a separate pin for controlling the on and off of the LEDs. Using this pin, you can easily get a dimmable LED driver. Microchip basedA dimmable driver is obtained by changing the potential level at the DIM pin (continuous driver operation), or by applying a pulse signal of the desired duty cycle to it (pulse mode with a stroboscopic effect). In the latter case, the maximum pulse repetition rate is 50 kHz.Maximum frequency
  • Smooth turning on of the LEDs, if a capacitor is connected between the DIM pin and the ground. The time to reach maximum brightness will depend on the capacitance of the capacitor, the larger it is, the longer the lamp will flare up, respectively.Turning on the LEDs
  • With constant voltage dimmer. It works due to the fact that inside the microcircuit the DIM pin is “pulled up” to the 5 V bus through a 200 kΩ resistor. When the potentiometer slider is in the uppermost position, a voltage divider of 200 + 200 kΩ is formed and a potential of 5/2 = 2.5 V is formed at the DIM pin, which corresponds to 100% brightness.With brightness control
  • Without galvanic isolation . Simple and reliable. The divider is based on capacitance. An electrolytic capacitor smooths out the ripples after rectification. L7812 is the stabilizer itself.Without galvanic isolation

Drivers are designed to smooth out all current surges in an electrical system. Their choice or self-assembly must be approached responsibly and only after calculating all the required parameters. Driver schemes will help you choose the right device and install it correctly.

Rate article
Add a comment

  1. Валентин

    Срок службы каждой светодиодной лампы одинаково зависит от качества каждого из 5-ти составляющих элементов. Особое значение имеет система охлаждения, если она не качественная или ее вообще нет, то каждый из этих 5 элементов долго не прослужит. Очень понравилось, что здесь представлены схемы драйверов питания и управления светодиодов. Если немного разбираться в современной электронике, то каждую светодиодную лампу можно починить самостоятельно. Или с двух нерабочих сделать одну рабочую. Меня это очень радует.

    Reply
  2. Олег

    Очень понравился представленный материал, а особенно то, что показаны реальные схемы драйверов некоторых светодиодных ламп, причем очень подробно. Особенностью этих схем и, соответственно, драйверов, считаю то, что они не очень сложные и большие. Если немного разбираться в электронике, то можно пробовать самостоятельно ремонтировать такие лампы. Таким образом можно продлить срок их эксплуатации и, соответственно, сэкономить. Обязательно попробую починить лампы, которые накопились на протяжении нескольких лет.

    Reply
  3. Константин

    Не так давно заинтересовался сменой освещения в квартире, решил побольше узнать о светодиодных ламп, как ни странно статья мне помогла. Теперь буду меньше платить за электричество, ведь эти лампы экономнее, чем старые лапмы накаливания.

    Reply
  4. Виктор

    Я бы не советовал заниматься монтажом самостоятельно, если вы не разобрались в теории и не имеете минимальных, базовых знаний в электрике. Можно элементарно ошибиться в расчёте параметров напряжения, совместимости и т.д. Поэтому, – лучше всего обратиться к специалисту или опытному человеку. И, конечно же, если вас интересует долговечность и качество – не стоит в погоне за более дешёвым устройством, отдавать предпочтение китайским производителям, а остановить свой выбор на хорошо зарекомендовавших себя брендах из Западной Европы.

    Reply
  5. Карина

    Очень полезная и легкая в прочтении статья. Очень доступным языком рассказано, для меня, как для девушки, о составляющих элементах светодиодной лампочки. Я давно использую в своем доме эти лампы. Мне нравится то, что они не нагреваются, используют меньше. в отличии от обычных лампочек, электроэнергии и их освещение благоприятно влияет на мое зрение. Прочитав статью, я узнала что влияет на регулировку яркости. Очень познавательно. Большое спасибо.

    Reply
  6. Алексей

    Честно говоря я не думал, что у светодиодной лампы такая сложная конструкция. Теперь понятно почему они так долго служат. У меня такая лампа уже 5 лет работает!

    Reply
  7. Галина

    С появлением таких лампочек стало намного уютнее и приятнее для глаз освещение. Мне было интересно и я сама открыла, изучила, что там внутри, но отремонтировать не получилось, а вот в мужских руках все иначе, муж смог починить. Это здорово, ведь это дополнительная экономия в семейном бюджете.

    Reply
  8. Анатолий Егоров

    Хочу ответить предыдущему автору комментария. Человек явно ни когда не использовал светодиодное освещение и не понимает, что отличие светодиодных ламп от простых, нитевых ламп накаливания в том. что они практически не нагреваются. Принцип работы горения светодиода принципиально отличается от других ламп и по этой причине нагрева светодиодного прибора нет в принципе! Драйвера на светодиодное освещения ставят для регулировки светового пучка ( луча), для защиты глаз от яркого света, для экономии электроэнергии!

    Reply
  9. Дмитрий

    У светодиодных ламп много плюсов, по сравнению с обычными лампами накаливания:
    Экономичность: при том же количестве света современная светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электричества;
    Долговечность: светодиодная лампа служит в 15-50 раз дольше обычной; Небольшой нагрев: ребёнок не обожжётся о светодиодную лампу в настольной лампе;
    Одинаковая яркость при разном напряжении сети: в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы светят так же ярко при пониженном напряжении в сети;
    Возможность установить светодиодную лампу, гораздо более яркую, чем лампа накаливания, в светильник, имеющий ограничение по мощности; Свет хороших ламп визуально неотличим от света ламп накаливания. ❗

    Reply
  10. Олег

    Когда-то я сталкивался с лампами и подключением, но как-то все позабылось и потом, когда возникла реальная необходимость, то я понял, что все забыл. Даже немного неудобно стало. Поэтому и стал искать необходимую информацию и читать статьи. Но вот полезную и толковую информацию смог найти только у вас и у вас все по полочкам разложено, все понятно прописано и доступно. Попробовал собрать и у меня все получилось. Большое спасибо за хорошо прописанный материал, было полезно почитать и получить результат!

    Reply
  11. Михаил

    Как сложно понимать все эти схемы и драйвера. Когда в первый раз возникла такая необходимость, то я только все испортил и выкинуть многие детали пришлось. Когда во второй раз столкнулся, то уже решительно был настроен! Тогда и стал необходимую информацию искать, чтобы не чувствовать себя совсем дураком. Много информаций я перечитал, но самую структурированную и понятную нашел только у вас на сайте. Вот тут все понятно и по полочкам разлажено. Понял, что к чему и наконец-то справился с поставленной для себя задачей. Спасибо за хороший и полезный материал!

    Reply
  12. Сергей

    Нужно учитывать то, что в каждом драйвере есть свои плюсы и свои минус. При выборе драйвера не нужно всем этим пренебрегать. И еще нужно учитывать, что исходя из этих пять элементов можно выбрать какой драйвер подходит именно для вашей лампы. Если человек хорошо развирается в электричестве, то эта статья просто наглядная шпаргалка. Да и те, кто плохо развираются много информации ля изучения.  В ней все с подробной схемой описано. А так же очень много конкретной информации о том какие могут проблемы с каждым из приведенных в этой статье драйверов. 

    Reply
  13. Сергей

    Статья полезная и информативная. Думаю, что даже новичку будет несложно во всем разобраться, не говоря уже о том, что при правильном подходе к выбору светодиодной лампы предоставленные здесь сведения просто сэкономят деньги. Технически немного сложновато, но вполне доступно. Радует то, что изученная человеком информация фактически переводит его из статуса обычного покупателя в ранг настоящего продавца-консультанта. предоставляя право право выбора непосредственно ему самому, что также немаловажно с материальной точки зрения. Что же относительно непосредственного выбора, то могу посоветовать приобретать лампы с драйверами и практически отказаться от самых простых моделей, оснащенных всего лишь обычным блоком питания, который слабо обеспечивает стабилизацию тока и напряжения.

    Reply
  14. Елена

    Выбор светодиодных ламп – задача непростая. Светодиодные лампы имеют много параметров, влияющих на качество и безопасность освещения.
    Желтый свет помогает расслабиться и отдохнуть, поэтому дома в вечернее время свет должен быть тёплым, а белый свет способствует повышению работоспособности. Лампы с холодным белым светом предназначены для использования в хозяйственных помещениях.
    Все светодиодные лампы имеют гарантию от 1 года до 5 лет. Магазины обязаны менять лампы по гарантии в течение этого срока, если они вышли из строя, но при этом вы должны сохранить чек о покупке лампы. Понравилось, что сайт рассказывает о схеме подключения драйвера к светодиодам, о её устройстве, о снижении напряжения.
    💡 💡 💡

    Reply
  15. Валентин

    Приятно, что есть люди, которые стараются и создают такие материалы. У вас все подробно написано и я смог разобраться со своими проблемами, которые возникли в процессе создания освещения в моей новой квартире. Я и сам многое когда-то знал, но это было давно и я очень многое забыл. Поэтому и ваш материал мне помог все вспомнить и осознать как лучше поступить, чтобы сэкономить свое время и сделать все правильно и с первого раза. Очень полезно было прочитать и разобраться. Большое спасибо за полезность!

    Reply