LED-lampide draiverite disain ja tööpõhimõte

Draiverid on spetsiaalsed seadmed, mis tagavad LED-lampide stabiilse töö. Ilma nendeta on dioodid ebastabiilsed ja ebaõnnestuvad kiiresti. Saame teada, kuidas juhid on paigutatud ja kuidas need toimivad.

Miks LED-draiver?

LED-id on palju energiasäästlikumad ja kestavad kauem kui hõõglambid. Need võivad töötada aastaid ja tarbida mitu korda vähem elektrit kui tavalised lambipirnid, stabiilse toiteallikaga, mille eest vastutab juht.
LED-id on väga tundlikud nende sisenditele antava võimsuse suhtes. Nad ei karda madalamaid väärtusi, kuid suurenenud pinged ja voolud ei saa mitte ainult oluliselt vähendada pooljuhtide ressurssi, vaid ka need keelata. Juhi ülesanne on tagada LED-idele stabiilne vool. LED-lampide draiver – toiteallikas. See on elektrooniline vooluahel, mille väljundiks on etteantud väärtusega konstantne vool.

Selleks, et LED-elemendid töötaksid kaua ja tõhusalt, põleksid eredalt ja virvendamata, peab läbi LED-ide voolama sellise väärtusega vool, mis on märgitud pooljuhtelemendi tehnilisel andmelehel.

Tootjate pakutavad LED-draiverid on mõeldud pingetele 10, 12, 24, 220 V ja alalisvooludele 350 mA, 700 mA, 1 A. Tavaliselt valmistatakse draiverid kindlatele kinnitustele, kuid müügil on ka universaalseid seadmeid, mis sobivad. enamik LED-tooteid tuntud kaubamärkidelt. Praeguseid stabilisaatoreid kasutatakse:

• tänava- ja koduvalgustussüsteemid;
• lauaarvuti kontorilambid;
• LED ribad ja dekoratiivvalgustid.

Draiverid muudavad LED-ide heledust ja värvi. Seda tehakse nuppude või kaugjuhtimispuldi abil. Ilma draiverita LED-lamp on ebastabiilne ja sellel on oht kiiresti rikki minna.

Toimimispõhimõte

LED-draiveri sisendile rakendatakse pinge, mis võib varieeruda. Vool läbib takistusi R1 ja R3, omandades soovitud väärtuse ja kondensaator C1 määrab selle sageduse. Vahelduvvool, omandades seatud parameetrid, siseneb dioodisilda. Seda alaldit läbides muundatakse vool vahelduvvoolust otsevooluks. Lisaks reguleerivad selle parameetreid takistid R2 ja R4 ning kondensaator C2. Sel viisil saavutatakse väljundvoolu parameetrite maksimaalne täpsus. Seadme elektriskeem:

Juhtide tüübid vastavalt tööpõhimõttele

Kõik LED-ide draiverid on jagatud lineaarseteks ja impulss-. Igal rühmal on oma plussid, miinused ja soovitused kasutamiseks. Lineaar- ja impulssvoolumuunduri võrdlus:

Lineaarne

Lineaarahela põhjal luuakse LED-lambi lihtsaimad draiverid. Stabiliseerimiselemendina kasutatakse muutuva takistusega piiravat takistit. Tööstuslikus draiveris juhib takisti “mootorit” mitte inimene, vaid elektroonika. Kui pinge tõuseb kriitiliste väärtusteni, hakkab ka vool tõusma ja kui see jõuab vastuvõetamatu väärtuseni, kuumeneb LED üle ja seejärel hävib. Keerulisemates ahelates kasutatakse voolu reguleerimiseks transistore. Lineaarahela puuduseks on suured võimsuskaod, kuna pinge suurenemisega suureneb selle kasutu hajumine. Sarnane puudus on lubatud, välja arvatud väikese võimsusega lambid. Mitmevatiste LED-ide jaoks sellised skeemid ei sobi. Lineaarse stabiliseerimisskeemi eelised:

• lihtne disain;
• odav;
• piisav töökindlus (madala koormusvõimsuse korral).

Lineaarne stabilisaator:

Pulss

Teine võimalus on impulsi stabiliseerimine. Pärast KH nupu sisselülitamist laetakse kondensaator C. Pärast nupu kontaktide avamist hakkab see tühjenema, andes pooljuhtelemendile elektrit. Lihtsaim lülitusregulaator:
kui kondensaator annab energiat, kiirgab diood valgust. Mida kõrgem on sisendpinge, seda lühem on laadimisaeg. Nupu vajutamine ja vabastamine säilitab sära. Seda tööpõhimõtet nimetatakse impulsi laiusmodulatsiooniks. Sekundis tehakse kümneid ja isegi tuhandeid toiminguid.

Draiverite tüübid konstruktsiooni tüübi järgi

LED-elementide draiverid on väike elektrooniline ahel, mis on kokku pandud plaadile asetatud takistitest, kondensaatoritest ja pooljuhtdioodidest. LED-ide voolu stabiliseerivad seadmed on saadaval kahes versioonis:

• Korpuses. See on kõige levinum variant. Sellise seadme maksumus on kõrgem. Selle peamine eelis on konstruktsioonielementide kaitse niiskuse ja tolmu eest.
• Ilma kehata. Nende kasutamine on õigustatud ainult varjatud paigaldamisel. Need on odavamad kui korpuse analoogid.

Konstruktsiooni järgi jagunevad muundurid kolme rühma.

Elektrooniline

Elektroonilises muunduris vastutab voolu korrigeerimise eest transistor. Selle ülesandeks on juhtmikrolülituse mahalaadimine. Pulsatsiooni võimalikult suureks tasandamiseks paigaldatakse vooluahela väljundisse kondensaator.
Elektroonilised seadmed on kallid, kuid stabiliseerivad voolu maksimaalselt 750 mA-ni. Seda tüüpi uusimad draiverid paigaldatakse tavaliselt E27 alusega lampidele. Peamised puudused on lainetus ja häired kõrgsagedusalas. Kui kodumasinad, näiteks raadio, on ühendatud lambiga samasse pistikupessa, tekivad FM-sagedustel häired. . Heal elektroonilisel draiveril peaks olema kaks kondensaatorit korraga:

• elektrolüütiline, mis tasandab pulsatsioone;
• keraamika, mis alandab kõrgeid sagedusi.

See kombinatsioon on haruldane, eriti Hiinas toodetud draiverites. IC-teadlikud kasutajad saavad takisti väärtusi muutes saada draiveri väljundparameetrid. Tänu suurele efektiivsusele – umbes 95% – kasutatakse elektroonilisi draivereid erinevatel eesmärkidel (autode LED-lampide, tänava- ja koduvalgustuse töö tagamiseks).

Põhineb kondensaatoritel

Mõnevõrra vähem populaarsed on draiverid, mis põhinevad kondensaatorite kasutamisel. Peaaegu kõigil selliste seadmetega eelarveliste LED-lampide ahelatel on sarnased omadused.
Tootjate poolt elektriskeemides tehtud muudatuste tõttu võivad mõned elemendid neilt eemaldada. Eriti sageli pole neil kondensaatorit, mis vastutab lainetuse tasandamise eest. Kondensaatoridraiverite eelised:

• disaini lihtsus;
• Kasutegur kipub 100%, kuna võimsuskadusid täheldatakse ainult takistites ja pooljuhtelementide ristmikel.

Vastavalt GOST-ile on lubatud pulsatsioonimäär 10-20% ja sõltub selle ruumi eesmärgist, kus valgustusseade töötab.

Hämardatav

Dimmer on seade, mis reguleerib LED-ide heledust. Paljud kaasaegsed draiverid sisaldavad neid kasulikke funktsioone.
Hämardatavate draiverite eelised:

• kasutaja valib valgustuse taseme, mis on hetkel mugav;
• dimmeri lisamine voolu stabilisaatoritesse võimaldab säästlikult tarbida nii elektrit kui ka LED-ide eluiga.

Täitmise võimalused:

• Hämardusseade asub toiteallika ja LED-lambi vahel. Selline seade juhib LED-idele tarnitavat elektrit. Tavaliselt on need impulsi laiuse stabilisaatorid (PWM), mis korrigeerivad voolu suurust.
• Seade juhib toiteallikat. See teostab voolu korrigeerimise. Dioodide heledus ja värvus muutuvad.

Eluaeg

Juhi õige töö kestus sõltub selle kvaliteedist ja töötingimustest. Kuid isegi kõige kvaliteetsemal seadmel on palju väiksem ressurss kui sellega ühendatud LED-idel. Tuntud kaubamärkide LED-elemendid peavad vastu umbes 100 000 tundi. Juhi eeldatav tööaeg:

• madal kvaliteet – kuni 20 000 tundi;
• keskmine – kuni 50 000 tundi;
• kõrge – kuni 70 000 tundi.

Tootmiseks ja tänavale on soovitatav võtta pika kasutuseaga autojuhid.

LED-ide voolu stabilisaatori kestust mõjutavad välistegurid. Juht võib ebaõnnestuda järgmistel põhjustel:

• ruumis kõrge õhuniiskus, mis ei vasta seadme kaitseastmele;
• teravad temperatuurimuutused;
• halb ventilatsioon;
• vale koormusvõimsuse arvutus.

Kõige sagedamini läheb draiver kondensaatori tõttu rikki – see ebaõnnestub võrgu voolu suurenemise ajal.

Kuidas valida juhti?

Enamik siseturul müüdavatest LED-valgustite draiveritest on valmistatud Hiinas, odavad ja ei ole kvaliteetsed. Hiina LED-lampide draiverites leitakse sageli defektseid mikroskeeme, neid ei soovitata osta. Selline seade ebaõnnestub kiiresti ja on ebatõenäoline, et seda on võimalik uue vastu vahetada või raha tagastada. Näpunäiteid LED-draiveri valimiseks:

• Võtke voolu stabilisaator koos koormusega.
• Mõelge draiveriga ühendatavale koormusvõimsusele.
• Pöörake tähelepanu kehale. See peaks näitama võimsust, pingevahemikke (sisend ja väljund), stabiliseeritud voolu nimiväärtust, niiskus- ja tolmukindluse klassi.

Maksimaalne juhi võimsus

Väljundpinge sõltub dioodide arvust ahelas ja nende kaasamise skeemist. See peab olema suurem või võrdne elektriahela iga ploki kulutatud energia summaga. Nimivool määratakse elementide võimsuse ja nende heledusega. Stabilisaatori eesmärk on varustada dioodid vajaliku energiaga. LED-ide koguvõimsus määratakse iga elemendi parameetrite, nende arvu ja värvi järgi. Tarbitud energiahulk arvutatakse järgmise valemi järgi: P = PLED x N, kus N on dioodide arv ahelas, PLED on ühe dioodi võimsus. Nimiväärtus võetakse 20-30% rohkem kui arvutatud võimsus: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Arvesse võetakse ka elementide sära värvi. See mõjutab väljundpinget. See on märgitud otse seadmele või pakendile. Näiteks on kolm 3W LED-i. Siis on koguvõimsus 9 vatti. Soovitatav draiver Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 vatti.

Hind

LED-valgustite draivereid müüakse elektrikauplustes, Internetis ja raadiokomponentidega tegelevates jaemüügipunktides. Internetist ostmine on kõige odavam.
Praeguste stabilisaatorite ligikaudsed hinnad:

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

Mikrolülitus PT4115 – buck converter – maksab 150 rubla tükk. Võimsamad elemendid maksavad 150 kuni mitu tuhat rubla.

Muud omadused

Juhi ostmisel pöörake tähelepanu järgmistele omadustele:

• Väljundpinge. Selle väärtus sõltub valgusdioodide arvust valgustis, toiteviisist ja pooljuhtide pingelangust. Turul on seadmeid pingega 2 kuni 50 V ja rohkem.
• Nimivool. Sellest peaks piisama optimaalse heleduse tagamiseks.
• LED värv. See mõjutab pingelangust.

Elektriliste parameetrite sõltuvus LED-ide värvist:

Kui valgusallikal on kolm järjestikku ühendatud 1 W valge valgusega LED-i, on vaja draiverit pingega 9-12 V ja voolutugevusega 350 mA. Pingelang valgete kristallide vahel on 3,3 V. Jadaühendamisel pinged summeeritakse. Selgub, et 9,9 V, mis rahuldab juhi töövahemikku. Olenevalt modifikatsioonist kasutatakse seadmeid teatud arvu LED-ide jaoks – üks, kaks või enam.

Igapäevaelus ja fütolampide puhul on juhtudel soovitatav kasutada draivereid. Need on esteetilisemad ja ohutumad kui raamita.

Näiteks LED-lambis 9918c kiibiga LED-draiverid sobivad mittehämardatavate lampide juhtimiseks ja toetavad võimsust kuni 25W.

Juhi ühendus

Draiverit on LED-lampidega üsna lihtne ühendada. Selle korpusel on kõik vajalikud märgistused. Sisendklemmidele (INPUT) rakendatakse sisendpinge ja väljundklemmidega (OUTPUT) ühendatakse LED-ide jada. Peaasi on jälgida polaarsust.

Sisend polaarsus

Kui draiveri toiteallikaks on konstantne pinge, on toiteallika positiivne poolus ühendatud selle “+” klemmiga. Vahelduvpinge puhul pöörake tähelepanu sisendklemmide märgistusele. Märgistusvalikud:

• “L” ja “N”. Rakendage faas väljundile “L”. Selle leiate spetsiaalse elektrilise kruvikeerajaga. Ühendage nulljuhe “N”-klemmiga.
• “~”, “AC” või märgistus puudub. Sel juhul pole polaarsus oluline, te ei saa seda jälgida.

Väljundi polaarsus

Siin tuleb alati jälgida polaarsust. “Pluss” juhe on ühendatud esimese pooljuhtelemendi anoodiga, “miinus” juhe on ühendatud viimase dioodi katoodiga. Draiveri ühendus:
220/12V LED-lambi draiveri ahel (sisend-/väljundpinge):

LED lampide draiverite remont

Kui vooluregulaator kaotab oma funktsioonide täitmise, võib see põhjustada LED-ide kahjustamist. Oluline on rike õigeaegselt tuvastada. LED-lambi draiveri testimiseks rakendatakse selle sisendile 220 V. Töötava draiveri väljundisse peaks tekkima pidev pinge. Pealegi on selle väärtus veidi suurem kui seadme pakendil märgitud ülemine vahemik. Seda meetodit on lihtne rakendada, kuid see ei võimalda hinnata seadme tervist. Et kontrollida, kas draiver töötab, tehke järgmist.

1. Paigaldage takisti voolu stabilisaatori väljundisse. Selle takistus valitakse antud voolu arvestades. Määratud Ohmi seadusega: R=U/I.
2. Võtke arvutatud takistuse ja vastava võimsusega takisti.
3. Pärast takisti paigaldamist mõõta testriga väljundpinget. Kui see ei ületa töövahemikku, töötab seade korralikult.

Teine viis draiverite tõrgete otsimiseks:

1. Kui seadmel on kaitse, helistage sellele. Tester peaks näitama, et takistus on null. Kui takistus kipub lõpmatuseni, vahetage kaitse välja. Kui pärast võrgu sisselülitamist süttib tuli, on remont lõppenud.
2. Kui kaitse ei ole läbi põlenud, otsige riket edasi. Kontrollige dioodisilda.
3. Kui alaldi on korras, peate silumiskondensaatori lahti jootma ja helistama. Väike takistus, mis meie silme all kasvab, näitab kondensaatori töökõlblikkust.
4. Lihtsa draiveri jaoks piisab nendest kontrollidest probleemi allika leidmiseks. Keerulistes voolustabilisaatorites peate helisema kõik dioodid ja elektrolüütkondensaatorid.

Rikke leidmisel kaaluge vooluahela tööpõhimõtet:

• Lineaarne. Sellistes draiverites toimub kaitse pingelanguste eest 5-100 oomi takistite abil. Üks takistus asetatakse alaldi sisendisse (dioodsild). Virvenduse vähendamiseks ühendatakse koormusega paralleelselt suur elektrolüütkondensaator.
• Pulss. Nendes muundurites on mikroskeemid, millel on kaitse kõigi ohtude eest – ülekuumenemine, ülekoormused ja liigpinged. Need ei tohiks puruneda, kuid Hiina autojuhtidega juhtub kõike.

Draiverite parandamise probleem seisneb õigete mikroskeemide valimise raskustes. Eriti kui stabilisaator on valmistatud Hiinas. Kui ükski meetod ei võimalda teil leida praeguse stabilisaatori rikke põhjuseid, peate pöörduma spetsialisti poole. Või osta teine ​​juht.

Erinevused toiteallikatest

Juht paljud kasutajad kutsuvad ekslikult toiteallikat. Tegelikult on need erinevad seadmed. Toiteallikas stabiliseerib pinget, juht – voolu. Kui LED-id on ühendatud vale toiteallikaga, ebaõnnestuvad need kiiresti. Toiteallikas võib olla:

• Trafo. Tänapäeval on nad haruldased, kuna paljuski kaotavad nad oma konkurentidele. Trafoplokk teeb pingest 220 V 12 või 24 V. Seejärel alaldatakse vahelduvpinge konstantseks. Seda rakendatakse koormusele.
• Pulss. Nendes sirgendatakse pinge koheselt – 220 V AC muundatakse 220 V alalisvooluks. Seejärel läheb see impulssgeneraatorisse, mis loob kõrgsagedusliku vahelduvpinge. Viimane element on trafo.

Mõlemad toiteallikad väljastavad sama suurusega konstantset pinget. Sellised seadmed ei sobi LED-ide jaoks, kuna need saavad elektrivoolu. Ja pooljuhtide pingelangus on vaid üks nende omadustest. Kui LED-ile on kirjutatud parameetrid, näiteks 10 mA ja 2,7 V, tähendab see, et näidatud amprites ei saa seda läbi lasta – see põleb läbi. 10 mA voolu läbimisel kaob pooljuht 2,7 V. See on just kaotus, mitte LED-ide valgustamiseks vajalik pinge.

Kuidas teha oma kätega lineaarset LED-draiverit?

Omades valmis mikroskeeme, saab iga algaja raadioamatöör LED-ide draiveri kokku panna. Selle töö jaoks peate suutma teha kahte asja – lugeda elektriskeeme ja omada jootekolbi. Näiteks saate 3 W LED-ide jaoks kokku panna voolu stabilisaatori, kasutades PowTechi kiipi – PT4115 (Hiina). Selle mikroskeemi alusel loodud muunduril on minimaalselt elemente ja kõrge efektiivsus. Lihtsaim voolumuundur on kokku pandud isegi telefonilaadijast. Järgnev on juhis kolme 1W LED-i draiveri kokkupanekuks. Tööks vajate:

• Vana mobiiltelefoni laadija. Näiteks Samsungilt – need on töökindlamad. Seadme parameetrid – 5 V ja 700 mA.
• Trimmeri takisti takistusega 10 kOhm.
• Kolm LED-elementi võimsusega 1 W.
• Pistikuga juhe.

Kuidas draiverit kokku panna:

1. Võtke laadija lahti, olge ettevaatlik, et mitte kahjustada selle elemente.
2. Kasutage jootekolvi, et joota sisendis 5 kΩ takisti. Asendage see reguleeritava takistiga.
3. LED-ide õigeks jootmiseks määrake koormuse ja polaarsuse väljund. Need on eelnevalt kokku pandud jadaahelasse.
4. Jootke kontaktid juhtme küljest lahti ja pange sinna pistikuga juhe. Enne stabilisaatori töötamise kontrollimist veenduge, et kõik on õigesti ühendatud. Kui teete vea, võib tekkida lühis.
5. Reguleerige voolu trimmeriga nii, et LED-id süttiksid.
6. Kui valgust kiirgavad elemendid on sisse lülitatud, kontrollige pinget, voolu, võimsust testriga.

Kui LED-tuled põlevad, sädet ega suitsu pole, läks kokkupanek hästi – teie isetegemine on valmis. Õigesti valitud draiveri kasutamine on LED-toiteallikate kvaliteetse ja pikaajalise töö oluline tingimus. Kõige usaldusväärsem võimalus on osta kaubamärgiga seade koos LED-lampidega. Kui mõistate vooluringe ja olete jootekolviga “sõbrad”, saate LED-elementide jaoks alati sobiva draiveri kokku panna.