Mis on led-lampide draiver, kuidas seda seadet valida ja kontrollida?

Spetsiaalsed elektroonilised vooluringid – draiverid – võimaldavad pikendada LED-ide eluiga, muuta nende sära ühtlaseks ja kvaliteetseks. Õpime, kuidas see seade töötab, kuidas seda õigesti valida ja paigaldada ning kuidas seda ise valmistada.

Mis on juht ja miks seda vaja on?

Valgusdioodid on väga tundlikud vooluvõrgu parameetrite muutuste suhtes, mistõttu on need ühendatud võrku läbi draiveri – voolu ja pinget reguleeriva elektroonilise seadme. Tavaliselt valitakse LED-lambi draiver võimsusvaruga ja võttes arvesse väljundpinge ja voolu vahemikku. Kui selle parameetrid LED-seadmele ei sobi, muutub see kasutuskõlbmatuks, see tuleb utiliseerida.

Tööpõhimõte, klassikaline ahel ja erinevus toiteallikast

Kuigi draiverit nimetatakse sageli toiteallikaks, on nende kahe vahel erinevus. Draiver on vooluallikas, mis säilitab oma püsiva väärtuse LED-i läbimisel ja toiteallikas hoiab stabiilset pinget. Mõelge, kuidas toiteallikas töötab konkreetsel näitel:

• Ühendage 40-oomine takistus (R) 12 V allikaga.
• Laske läbi takisti voolata voolu (I) 300 mA. Kui kaks takistit on paigaldatud, kahekordistub vool 600 mA-ni. Sel juhul pinge ei muutu, kuna sellel on proportsionaalne seos voolu ja takistusega (Oomi seadus I \u003d U / R).

Nüüd vaatame, kuidas draiver töötab:

• Olgu 225 mA draiveriga vooluringi kaasatud 30 Ω takisti (R).
• Kui 12 V pingel (U) ühendatakse kaks paralleelselt ühendatud 30 oomi takistit, jääb vool samaks – 225 mA ja pinge muutub poole väiksemaks – 6 V.

Juht annab lõpuks koormuse etteantud väljundvooluga, sõltumata voolutõusust. Seetõttu paistavad 6 V pingega LEDid sama eredalt kui 10 V allika puhul, kui sellele rakendatakse etteantud voolutugevus. LED-
draiveri ahel: draiveri ahel koosneb kolmest omavahel ühendatud sõlmest:

• mahtuvus pinge eraldamiseks;
• alaldusmoodul;
• stabilisaator.

Kuidas vooluring töötab:

1. Voolu läbimisel laetakse kondensaatorit C, kuni see on täielikult laetud. Mida väiksem on selle võimsus, seda kiiremini see laeb.
2. Vahelduvvool muudetakse pulseerivaks. Kondensaatorit C läbides silutakse laine esimene osa.
3. Elektrolüütkondensaator, mis lõpetab vooluringi, toimib silumisfiltri-stabilisaatorina.

Tehnilised andmed

LED-lambi ostmisel peate võib-olla ostma draiveri, kui valgustusseadmel pole voolumuundurit. Peamised omadused:

• väljundvool, A;
• töövõimsus, W;
• väljundpinge, V.

Väljundpinge võib varieeruda. See sõltub toiteühenduse skeemist ja LED-ide arvust. Heleduse ja võimsuse tase sõltub voolu suurusest. Selleks, et dioodid säraksid eredalt ja ei tuhmuks, hoitakse draiveri väljundis voolu teatud tasemel. Konverteri võimsus peaks olema veidi suurem kui kõigi dioodide vattide koguarv. Juhi võimsuse arvutamiseks kasutatakse valemit: P \u003d P (led) × X kus:

• P (led) on ühe LED-i võimsus;
• X on dioodide arv.

Kui arvutatud võimsus osutus 10 W, tuleb juht võtta 20-30% varuga.

Juhtide tüübid

Kõiki juhte eristatakse kolme kriteeriumi järgi – vastavalt stabiliseerimismeetodile, disainifunktsioonidele ja kaitse olemasolule / puudumisele. Vaatleme kõiki võimalusi üksikasjalikumalt.

Lineaarne ja impulss

Sõltuvalt voolu stabiliseerimisahelast jagunevad draiverid kahte tüüpi – lineaarsed ja impulss-. Need erinevad tööpõhimõtte ja tõhususe poolest. Enne draiveri elektroonilist vooluringi püstitati ülesanne – tagada kristallile (LED) tarnitava voolu ja pinge stabiilsed väärtused. Lihtsaim ja odavam variant on lisada ahelasse piirav takisti. Lineaarne võimsusskeem:
See elementaarahel ei suuda automaatset vooluhooldust pakkuda. Pinge suurenemisega kasvab see proportsionaalselt ja kui see ületab lubatud väärtuse, kukub kristall ülekuumenemise tõttu kokku. Keerulisem juhtimine toimub transistori kaasamisega ahelasse. Lineaarahela puuduseks on võimsuse vähenemine koos pinge suurenemisega. See valik kehtib väikese võimsusega LED-allikate kasutamisel, kuid suure võimsusega LED-ide kasutamisel selliseid vooluahelaid ei kasutata. Lineaarse skeemi eelised:

• lihtsus;
• odavus;
• suhteline usaldusväärsus.

Koos lineaarahelatega saab voolu ja pinget stabiliseerida impulssstabiliseerimisega:

• pärast nupu vajutamist laaditakse kondensaator;
• pärast vabastamist kondensaator tühjeneb, andes salvestatud energia pooljuhtelemendile (LED), mis hakkab valgust kiirgama;
• kui pinge tõuseb, siis kondensaatori laadimisaeg väheneb, kui langeb, siis suureneb.

Kasutaja ei pea nuppu vajutama – elektroonika teeb kõik tema eest ära. Nupumehhanismi rolli tänapäevastes toiteallikates täidavad pooljuhid – türistorid või transistorid. Vaadeldavat tööpõhimõtet nimetatakse elektroonikas impulsi laiusmodulatsiooniks. Sekundis võib toimuda kümneid ja isegi tuhandeid toiminguid. Sellise skeemi efektiivsus ulatub 95% -ni. Impulsi stabiliseerimise lihtsustatud skeem:

Elektrooniline, hämardatav ja kondensaatoripõhine

Selle rakendusala ja jõudlusnäitajad sõltuvad draiveri seadme põhimõttest. Draiverite tüübid vastavalt seadme põhimõttele:

• Elektrooniline. Nende ahelad kasutavad tingimata transistorit. Väljundisse on paigaldatud kondensaator, mis kõrvaldab või vähemalt silub voolu lainetust. Elektroonilised muundurid on võimelised stabiliseerima voolu kuni 750 mA. Elektroonilist tüüpi draiverid võitlevad mitte ainult lainetuse, vaid ka elektriseadmete (raadio, teler, ruuter jne) põhjustatud kõrgsageduslike elektromagnetiliste häiretega. Häirete minimeerimiseks võimaldab kasutada spetsiaalset keraamilist kondensaatorit. Elektroonilise draiveri miinus on kõrge hind, lisaks on efektiivsus 95% lähedal. Neid kasutatakse võimsates led-lampides: auto esituled, prožektorid, tänavavalgustid.
• Hämardatav. Hämardatavate draiverite eripäraks on võimalus juhtida lambi heledust. Reguleerimine põhineb väljundvoolu muutusel, mis määrab valgusvoo heleduse. Draiveri saab vooluringi kaasata kahel viisil: lambi ja stabilisaatori või toiteallika ja muunduri vahele.
• Kondensaatoripõhine. Need on odavad mudelid, mida kasutatakse odavate LED-seadmete jaoks. Kui tootja ei varustanud vooluringis silumiskondensaatorit, täheldatakse väljundis pulsatsiooni. Teine puudus on turvalisuse puudumine. Selliste mudelite eeliseks on 100% kõrge efektiivsus ja vooluringi lihtsus. Selliseid draivereid on lihtne oma kätega kokku panna.

Kondensaatoridraiverid võivad põhjustada virvendust ja seetõttu ei soovitata neid kasutada koos siseseadmetega. Virvendus kahjustab nägemist ja ärritab närvisüsteemi.

Kehaga ja ilma

Juht võib, kuid ei pruugi olla paigutatud kaitseümbrisesse. Elektroonilised ahelad on haavatavad paljude välistegurite suhtes, seega peetakse draiveri ümbrisesse asetamist usaldusväärsemaks võimaluseks. Korpus kaitseb elektroonilist muundurit niiskuse, tolmu, otsese päikesevalguse jms eest. Pakendamata mudelid on odavamad, kuid neil on lühem kasutusiga ja halvem tööstabiilsus. Need sobivad rohkem süvistamiseks.

Parim enne kuupäev

Juhil on arvestatud umbes 30 000 tundi. See on veidi väiksem kui paljude LED-seadmete hinnanguline eluiga. Selline langus on seotud ebasoodsate teguritega, milles praegune stabilisaator peab töötama. Mis mõjutab juhi tööd negatiivselt:

• võimsuse tõusud;
• temperatuuri ja/või niiskuse muutused.

Kui 200 W seade on koormatud 100 W võimsusega, tagastatakse 50% nimiväärtusest võrku. See võib põhjustada ülekoormust ja elektrikatkestust.

Juhi eluiga on piiratud silumiskondensaatori elueaga. Aja jooksul elektrolüüt selles aurustub ja seade ebaõnnestub.

Juhi töö pikendamiseks tuleb seda kasutada normaalse (mitte kõrge) õhuniiskusega ruumides ja ühendada kvaliteetse pingega võrku ilma liigpingeteta.

Kuidas valida LED-lambi draiverit?

Voolu stabilisaatoriga ühendamisel saavad pooljuhid vajaliku võimsuse ja saavutavad oma nimiomadused. Dioodide kasutusiga sõltub sellest, kui õigesti draiver on valitud. Millistele parameetritele tuleks tähelepanu pöörata:

• Võimsus. See määrab maksimaalse lubatud koormuse, mille jaoks seade on ette nähtud. Näiteks tähistamine (20×26)x1W tähendab, et draiveriga saab üheaegselt ühendada 20–26 LED-i, millest igaühe võimsus on 1 W.
• Vool ja pinge (nimiväärtused). Tootjad näitavad seda parameetrit igal LED-il, selle jaoks valitakse draiver. Kui maksimaalne nimivool on 350mA, tuleb ühendada 300-330mA toiteallikas. Selline töövoolude vahemik võimaldab teil tagada tootja poolt ette nähtud lambi säilivusaja.
• Kaitseklass. Sellest indikaatorist oleneb, kus täpselt lampe kasutada saab – väljas või siseruumides. Niiskuskindluse ja tiheduse klass on tähistatud tähtedega IP ja seda väljendatakse kahe numbriga. Esimest numbrit kasutatakse tahkete fraktsioonide (tolm, mustus, liiv, jää) vastase kaitse hindamiseks, teist – vedela keskkonna eest. Kaitseklass ei näita temperatuuri, mille juures valgustit kasutada tohib.
• Raam. Juhil võib olla avatud perforeeritud metallkorpus või kinnine. Teisel juhul asetatakse seade metallkarpi. Koduseks kasutamiseks sobib tihendamata plastümbris.
• Toimimispõhimõte. Piiratav takisti ei kõrvalda pingekõikumisi võrgus ega kaitse impulssmüra eest. Väikseim pinge muutus põhjustab äkilisi voolu hüppeid. Lineaarseid regulaatoreid peetakse ebausaldusväärseteks ja madala efektiivsusega draiveriteks, eelistatud on lülitusahelad.

Kuidas kontrollida, kas see töötab?

Koormamata draiveri kontrollimiseks piisab, kui ploki sisendisse panna pinge 220 V. Kui seade töötab korralikult, tekib väljundisse pidev pinge. Selle väärtus on veidi suurem juhi sildil näidatud ülemisest piirist. Kui näiteks stabilisaatoril on vahemik 27-37 V, siis väljund peaks olema umbes 40 V. Voolu hoidmiseks etteantud vahemikus, koormustakistuse suurenedes (ilma koormuseta kipub lõpmatuseni) pinge kasvab ka teatud piirini. See kontrollimeetod on lihtne ja ligipääsetav, kuid ei võimalda teha üheseid järeldusi seadme 100% töökindluse kohta. On juhte, mis pärast koormuseta sisselülitamist ei käivitu või käituvad arusaamatult. Teine kontrollimisvõimalus:

1. Ühendage takisti draiveri väljundiga, valides selle takistuse Ohmi seaduse alusel. Näiteks draiveri võimsus on 20 W, väljundvool 600 mA, pinge 25-35 V. Soovitav takistus on 38-58 oomi.
2. Valige takistus määratud vahemikust ja sobiva võimsusega. Isegi kui see on väike, on see kontrollimiseks täiesti piisav.
3. Ühendage takisti ja mõõtke testriga väljundpinget. Kui see jääb etteantud piiridesse, siis juht kindlasti töötab.

Rikete otsimisel tuleb arvestada vooluringi konstruktsiooni põhimõttega. Lineaar- ja impulssahelates võib rikkeid seostada teatud probleemidega. Võimalikud vead:

• Lineaarsetes stabilisaatorites kasutatakse pingelanguste eest kaitsmiseks takistipaari, mille takistus on 5 kuni 100 oomi. Üks on dioodisilla sisendis, teine ​​väljundis. Virvenduse vähendamiseks lülitatakse paralleelselt koormusega sisse maksimaalse võimsusega kondensaator-elektrolüüt. Lineaarse draiveri tõrkeid võib seostada ühe või kahe kaitsetakisti korraga läbipõlemisega.
• Impulssvoolumuundurites on mikroskeemid kaitstud ülekoormuse, ülekuumenemise ja ülepinge eest ning teoreetiliselt ei saa puruneda. Tegelikult võib igasugune mikroskeem, eriti Hiinas toodetud draiverites, muutuda kasutuskõlbmatuks. Probleemi süvendab asjaolu, et paljudele Hiina kiipidele on raske asendusi leida. Mõnda neist ei leia isegi Internetist.

Ühendus

Draiveri ühendamine LED-idega ei tekita kasutajatele raskusi, kuna selle korpusel on vajalik märgistus. Kuidas draiverit ühendada:

1. Rakendage sisendjuhtmetele sisendpinge (INPUT).
2. Ühendage LED-id väljundjuhtmetega (OUTPUT).

Ühendamisel jälgige polaarsust:

• Polaarsisend (INPUT). Kui draiveri toiteallikaks on konstantne pinge, ühendage “+” väljund toiteallika sama poolusega. Kui pinge on vahelduvvoolu, pöörake tähelepanu sisendjuhtmete märgistustele. On kaks võimalust.
  • “L” ja “N”. Rakendage faas väljundile “L” (leidke see indikaatorkruvikeerajaga), “N” – nullile.
  • “~”, “AC” või märgistuse puudumine – polaarsust ei saa jälgida.
• Polaarväljund (OUTPUT). Jälgige alati polaarsust. Ühendage “+” juhe 1. LED-i anoodiga, “-” viimase katoodiga. Kõik pooljuhid on ühendatud järjestikku – järgmise anood on kinnitatud eelmise katoodi külge.

Valgusdioodide ühendamiseks on teine ​​võimalus – paralleelselt on ühendatud mitu ahelat, mis sisaldavad võrdset arvu dioode. Jadamisi ühendades helendavad kõik elemendid ühtemoodi, paralleelversiooni puhul võivad jooned olla erineva heledusega.

Kuidas teha oma kätega LED-lambi draiverit?

Juhi saab teha vanast telefonilaadijast. Kiibil on vaja teha ainult väikesed muudatused. Sellisest omatehtud tootest piisab 3 LED-i toiteks võimsusega 1 W. Mõelge samm-sammult draiveri kokkupanekule telefonilaadijast:

1. Eemaldage ümbris laadija küljest.
2. Jootekolvi kasutades eemaldage takisti, mis piirab telefoni pinget.
3. Jootetakisti asemele pange häälestustakisti. Seadke see 5000 oomi peale.
4. Jootke LED-id järjestikku väljundkanaliga.
5. Jootke sisendkanalid lahti ja jootke selle asemel 220 V toitejuhe.
6. Kontrollige vooluringi tööd, seadistades regulaatoriga takisti pinge nii, et dioodid põleksid eredalt, kuid ei muuda värve.

Laadijast sukelduja loomisel töö tegemisel peate järgima ohutusnõudeid. Kui puudutate paljaid osi, võite saada tugeva elektrilöögi.

Juhi saab ehitada ka nullist. Selleks vajate jootekolbi, testerit, juhtmeid ja integreeritud stabilisaatorit KR142EN12A (või välismaist analoogi – LM317), mida saab osta igast spetsialiseeritud kauplusest hinnaga 20 rubla. Ostetud mikroskeemi parameetrid on 40 V ja Vool 1,5 A. Sellel on sisseehitatud kaitse ülekoormuse, ülekuumenemise ja lühise eest. Mikroskeem stabiliseerib pinget ja draiver võrdsustab voolu, nii et peate mikroskeemi ühendamiseks muutma standardset vooluringi. Juht integreeritud stabilisaatoril:
Sel juhul on mikroskeemi ülesandeks reguleerida, mille tõttu vool hoitakse vajalikul tasemel. Voolu väärtus määratakse takisti R1 takistuse järgi. Selle nimiväärtus arvutatakse valemiga: R = 1,2 / I, kus:

• R – takistus, Ohm;
• I – praegune, A.

Draiveri ehitusjärjekord:

1. Pange kokku 9,9 V vooluregulaator vooluga 300 mA. Siis R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 oomi. Takisti võimsus – alates 4 vatti. Võite võtta takistid, mida kasutatakse telerites. Neid saab ka poodidest osta. Nende elementide võimsus on 2 W, takistus 1-2 oomi.
2. Ühendage takistid järjestikku. Nende takistus suureneb ja võrdub 2-4 oomiga.
3. Kinnitage kiip jahutusradiaatori külge ja ühendage draiveri väljundiga järjestikku ühendatud dioodide ahel. LED-ide ühendamisel jälgige polaarsust.
4. Rakendage sisendile konstantne pinge 12-40 V (seade on ette nähtud 9,9 V jaoks, seega võtame selle varuga). Piirväärtust ületada ei tasu – mikroskeem võib läbi põleda. Toitepinge ei pruugi olla stabiliseerunud. Võite kasutada autoakut, sülearvuti toiteallikat või dioodsillaga astmelist trafot. Ühendage juht, jälgige polaarsust – töö on tehtud.

Tänu draiveritele on võimalik mitte ainult LED-lampide jõudlust parandada, vaid ka tagada nende pikaajaline katkematu töö. Arvestades LED-valgustite maksumust, muutub draiverite kasutamine kulutõhusaks lahenduseks.