درایور لامپ های LED چیست، چگونه این دستگاه را انتخاب و بررسی کنیم؟

مدارهای الکترونیکی ویژه – درایورها – به شما امکان می دهند عمر LED ها را افزایش دهید، درخشش آنها را یکنواخت و با کیفیت بالا کنید. ما یاد خواهیم گرفت که این دستگاه چگونه کار می کند، چگونه آن را به درستی انتخاب و نصب کنید و چگونه خودتان آن را بسازید.

درایور چیست و چرا به آن نیاز است؟

LED ها نسبت به تغییرات پارامترهای شبکه بسیار حساس هستند، بنابراین از طریق یک درایور به شبکه متصل می شوند – یک دستگاه الکترونیکی که جریان و ولتاژ را کنترل می کند. به طور معمول، یک درایور برای یک لامپ LED با حاشیه قدرت و با در نظر گرفتن محدوده ولتاژ و جریان خروجی انتخاب می شود. اگر پارامترهای آن با دستگاه LED مناسب نباشد، غیر قابل استفاده می شود، باید دور ریخته شود.

اصل کار، مدار کلاسیک و تفاوت با منبع تغذیه

حتی اگر درایور اغلب به عنوان منبع تغذیه نامیده می شود، بین این دو تفاوت وجود دارد. درایور منبع جریانی است که مقدار ثابت خود را برای عبور از LED حفظ می کند و منبع تغذیه یک ولتاژ پایدار را حفظ می کند. نحوه عملکرد منبع تغذیه را در یک مثال خاص در نظر بگیرید:

• مقاومت (R) 40 اهم را به منبع 12 ولت وصل کنید.
• اجازه دهید جریان (I) 300 میلی آمپر از مقاومت عبور کند. با نصب دو مقاومت، جریان دو برابر می شود و به 600 میلی آمپر می رسد. در این حالت ، ولتاژ تغییر نمی کند ، زیرا رابطه ای متناسب با جریان و مقاومت دارد (قانون اهم I \u003d U / R).

حال بیایید ببینیم که درایور چگونه کار می کند:

• اجازه دهید یک مقاومت 30 Ω (R) با درایور 225 میلی آمپر در مدار گنجانده شود.
• اگر در ولتاژ (U) 12 ولت، دو مقاومت 30 اهم متصل به موازات متصل شوند، جریان ثابت باقی می ماند – 225 میلی آمپر، و ولتاژ نصف می شود – 6 ولت.

درایور در نهایت بدون توجه به نوسانات برق، بار را با جریان خروجی مشخصی تامین می کند. بنابراین، ال ای دی هایی که با ولتاژ 6 ولت عرضه می شوند، در صورت اعمال سطح مشخصی از جریان، مانند منبع 10 ولتی می درخشند. مدار درایور LED
: مدار درایور از سه گره به هم پیوسته تشکیل شده است:

• ظرفیت برای جداسازی ولتاژ؛
• ماژول اصلاح؛
• تثبیت کننده

نحوه کار مدار:

1. با عبور جریان، خازن C شارژ می شود تا زمانی که به طور کامل شارژ شود. هرچه ظرفیت آن کمتر باشد، سریعتر شارژ می شود.
2. جریان متناوب به ضربان دار تبدیل می شود. قسمت اول موج با عبور از خازن C صاف می شود.
3. خازن الکترولیتی که مدار را کامل می کند به عنوان یک صافی صاف کننده-تثبیت کننده عمل می کند.

مشخصات فنی

هنگام خرید لامپ LED، اگر دستگاه روشنایی مبدل جریان نداشته باشد، ممکن است نیاز به خرید درایور داشته باشید. ویژگی های اصلی:

• جریان خروجی، A;
• توان عملیاتی، W;
• ولتاژ خروجی، V.

ولتاژ خروجی ممکن است متفاوت باشد. این بستگی به طرح اتصال برق و تعداد LED ها دارد. سطح روشنایی و قدرت به بزرگی جریان بستگی دارد. برای اینکه دیودها به خوبی بدرخشند و کم نور نباشند، جریان خروجی درایور در سطح معینی حفظ می شود. قدرت مبدل باید کمی بیشتر از تعداد کل وات همه دیودها باشد. برای محاسبه قدرت درایور، از فرمول استفاده می شود: P \u003d P (led) × X که در آن:

• P (led) توان یک LED است.
• X تعداد دیودها است.

اگر قدرت محاسبه شده 10 وات باشد، راننده باید با حاشیه 20-30٪ گرفته شود.

انواع درایور

همه درایورها بر اساس سه معیار متمایز می شوند – با توجه به روش تثبیت، ویژگی های طراحی و وجود / عدم وجود حفاظت. بیایید همه گزینه ها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

خطی و ضربه ای

بسته به مدار تثبیت جریان، درایورها به دو نوع خطی و پالسی تقسیم می شوند. آنها در اصل عملکرد و کارایی متفاوت هستند. قبل از مدار الکترونیکی درایور، وظیفه تعیین شد – اطمینان از مقادیر پایدار جریان و ولتاژ عرضه شده به کریستال (LED). ساده ترین و ارزان ترین گزینه گنجاندن یک مقاومت محدود کننده در مدار است. طرح توان خطی:
این مدار اولیه قادر به تامین جریان اتوماتیک نیست. با افزایش ولتاژ، به طور متناسب رشد می کند و هنگامی که از مقدار مجاز فراتر رود، کریستال از گرمای بیش از حد فرو می ریزد. کنترل پیچیده تر با گنجاندن یک ترانزیستور در مدار انجام می شود. نقطه ضعف مدار خطی کاهش توان با افزایش ولتاژ است. این گزینه در هنگام استفاده از منابع led کم مصرف معتبر است، اما در هنگام استفاده از LED های پرقدرت، از چنین مدارهایی استفاده نمی شود. مزایای طرح خطی:

• سادگی؛
• ارزانی؛
• قابلیت اطمینان نسبی

همراه با مدارهای خطی، جریان و ولتاژ را می توان با تثبیت پالس تثبیت کرد:

• پس از فشار دادن دکمه، خازن شارژ می شود.
• پس از رها شدن، خازن تخلیه می شود و انرژی ذخیره شده را به عنصر نیمه هادی (LED) می دهد که شروع به انتشار نور می کند.
• اگر ولتاژ افزایش یابد، زمان شارژ خازن کاهش می یابد، اگر کاهش یابد، افزایش می یابد.

کاربر مجبور نیست دکمه را فشار دهد – وسایل الکترونیکی همه چیز را برای او انجام می دهند. نقش مکانیسم دکمه در منابع تغذیه مدرن توسط نیمه هادی ها – تریستور یا ترانزیستور انجام می شود. اصل عملکرد در نظر گرفته شده در الکترونیک مدولاسیون عرض پالس نامیده می شود. ده ها و حتی هزاران عملیات می تواند در هر ثانیه انجام شود. بازده چنین طرحی به 95٪ می رسد. طرح ساده تثبیت ضربه:

الکترونیکی، کم نور و مبتنی بر خازن

دامنه کاربرد و ویژگی های عملکرد آن به اصل دستگاه راننده بستگی دارد. انواع درایورها طبق اصل دستگاه:

• الکترونیکی. مدارهای آنها لزوما از ترانزیستور استفاده می کنند. یک خازن در خروجی نصب می شود که موج های جریان را از بین می برد یا حداقل صاف می کند. مبدل های الکترونیکی قادر به تثبیت جریان تا 750 میلی آمپر هستند. درایورهای نوع الکترونیکی نه تنها با امواج، بلکه با تداخل الکترومغناطیسی با فرکانس بالا ناشی از وسایل الکتریکی (رادیو، تلویزیون، روتر و غیره) نیز دست و پنجه نرم می کنند. به حداقل رساندن تداخل امکان حضور یک خازن سرامیکی ویژه را فراهم می کند. منهای درایور الکترونیکی هزینه بالا است، به علاوه راندمان نزدیک به 95٪ است. آنها در لامپ های LED قدرتمند استفاده می شوند: چراغ های جلو اتومبیل، نورافکن ها، لامپ های خیابان.
• کم نور یکی از ویژگی های درایورهای کم نور، توانایی کنترل روشنایی لامپ است. این تنظیم بر اساس تغییر در جریان خروجی است که روشنایی شار نور را تعیین می کند. درایور را می توان به دو صورت در مدار قرار داد: بین لامپ و تثبیت کننده یا بین منبع تغذیه و مبدل.
• مبتنی بر خازن اینها مدلهای ارزان قیمتی هستند که برای وسایل کم هزینه LED استفاده می شوند. اگر سازنده خازن صاف کننده در مدار ارائه نکرده باشد، در خروجی موجی مشاهده می شود. یکی دیگر از معایب عدم امنیت است. مزیت چنین مدل هایی راندمان بالا، تمایل به 100٪ و سادگی مدار است. چنین درایورهایی به راحتی با دستان خود جمع آوری می شوند.

درایورهای خازن می توانند باعث سوسو زدن شوند و بنابراین استفاده از آنها با وسایل داخل ساختمان توصیه نمی شود. سوسو زدن بر بینایی تأثیر منفی می گذارد و سیستم عصبی را تحریک می کند.

با بدن و بدون بدن

راننده ممکن است در داخل یک قاب محافظ قرار گیرد یا نباشد. مدارهای الکترونیکی در برابر بسیاری از عوامل خارجی آسیب پذیر هستند، بنابراین قرار دادن درایور در یک کیس گزینه قابل اطمینان تری در نظر گرفته می شود. محفظه مبدل الکترونیکی را در برابر رطوبت، گرد و غبار، نور مستقیم خورشید و غیره محافظت می کند. مدل های بسته بندی نشده ارزان تر هستند، اما عمر مفید کمتر و پایداری عملیاتی بدتری دارند. آنها برای نصب در سطح مناسب تر هستند.

بهترین قبل از تاریخ

راننده تقریباً 30000 ساعت رتبه بندی می شود. این مقدار کمی کمتر از عمر تخمینی بسیاری از وسایل LED است. چنین کاهشی با عوامل نامطلوبی همراه است که در آن تثبیت کننده فعلی باید کار کند. چه چیزی بر عملکرد راننده تأثیر منفی می گذارد:

• نوسانات برق؛
• تغییرات دما و/یا رطوبت

اگر یک دستگاه 200 وات با 100 وات بارگذاری شود، 50٪ از مقدار اسمی به شبکه بازگردانده می شود. این می تواند باعث اضافه بار و قطع برق شود.

عمر درایور با عمر خازن صاف کننده محدود می شود. با گذشت زمان، الکترولیت در آن تبخیر می شود و دستگاه از کار می افتد.

برای طولانی‌تر شدن کارکرد درایور، باید در اتاق‌هایی با رطوبت معمولی (نه بالا) کار کرد و به شبکه‌ای با ولتاژ باکیفیت بدون نوسان وصل شد.

چگونه یک درایور برای لامپ LED انتخاب کنیم؟

هنگامی که به یک تثبیت کننده جریان متصل می شود، نیمه هادی ها توان مورد نیاز خود را دریافت می کنند و به ویژگی های اسمی خود می رسند. طول عمر دیودها به نحوه صحیح انتخاب درایور بستگی دارد. به چه پارامترهایی باید توجه کرد:

• قدرت. حداکثر بار مجاز را تعیین می کند که دستگاه برای آن طراحی شده است. به عنوان مثال، علامت گذاری (20×26)x1W به این معنی است که 20 تا 26 LED را می توان به طور همزمان به درایور متصل کرد که هر کدام با قدرت 1 وات.
• جریان و ولتاژ (مقادیر اسمی). تولید کنندگان این پارامتر را روی هر LED نشان می دهند، برای آن یک درایور انتخاب می شود. اگر حداکثر جریان نامی 350 میلی آمپر باشد، باید یک منبع تغذیه 300-330 میلی آمپر وصل شود. چنین طیفی از جریان های عملیاتی به شما امکان می دهد از ماندگاری لامپ ارائه شده توسط سازنده اطمینان حاصل کنید.
• کلاس حفاظتی بستگی به این شاخص دارد که دقیقاً لامپ ها را کجا می توان استفاده کرد – در فضای باز یا داخل خانه. کلاس مقاومت در برابر رطوبت و سفتی با حروف IP نشان داده شده و در دو عدد بیان می شود. رقم اول برای قضاوت در مورد محافظت در برابر بخش های جامد (گرد و غبار، خاک، ماسه، یخ) استفاده می شود، رقم دوم – از رسانه های مایع. کلاس حفاظتی دمایی را که می توان از لامپ استفاده کرد را نشان نمی دهد.
• قاب. راننده می تواند یک جعبه فلزی سوراخ باز یا بسته داشته باشد. در حالت دوم، دستگاه در یک جعبه فلزی قرار می گیرد. برای مصارف خانگی یک کیس پلاستیکی بدون مهر و موم مناسب است.
• اصل عملیات. مقاومت محدود کننده نوسانات ولتاژ در شبکه را از بین نمی برد و در برابر نویز ضربه ای محافظت نمی کند. کوچکترین تغییر در ولتاژ منجر به افزایش ناگهانی جریان می شود. تنظیم کننده های خطی غیر قابل اعتماد و محرک های با راندمان پایین در نظر گرفته می شوند، مدارهای سوئیچینگ ترجیح داده می شوند.

چگونه بررسی کنیم که آیا کار می کند؟

برای بررسی درایور بدون بار کافی است ولتاژ 220 ولت را به ورودی بلوک اعمال کنید در صورتی که دستگاه به درستی کار کند یک ولتاژ ثابت در خروجی ظاهر می شود. مقدار آن کمی بیشتر از حد بالای نشان داده شده در برچسب راننده خواهد بود. به عنوان مثال، اگر تثبیت کننده دارای محدوده 27-37 ولت باشد، خروجی باید حدود 40 ولت باشد. برای حفظ جریان در یک محدوده معین، با افزایش مقاومت بار (بدون بار به سمت بی نهایت متمایل می شود)، ولتاژ همچنین تا حد خاصی رشد می کند. این روش تأیید ساده و در دسترس است، اما به ما اجازه نمی دهد در مورد قابلیت سرویس دهی 100٪ دستگاه نتیجه گیری کنیم. درایورهایی وجود دارند که پس از روشن شدن بدون بار، شروع به کار نمی کنند یا رفتار نامفهومی از خود نشان می دهند. گزینه چک دوم:

1. یک مقاومت را به خروجی درایور وصل کنید و مقاومت آن را بر اساس قانون اهم انتخاب کنید. به عنوان مثال، قدرت راننده 20 وات، جریان خروجی 600 میلی آمپر، ولتاژ 25-35 ولت است. مقاومت مورد نظر 38-58 اهم خواهد بود.
2. یک مقاومت از محدوده مشخص شده و با توان مناسب انتخاب کنید. حتی اگر کوچک باشد، برای تأیید کافی است.
3. یک مقاومت وصل کنید و ولتاژ خروجی را با تستر اندازه گیری کنید. اگر در محدوده های مشخص شده باشد، مطمئناً راننده کار می کند.

هنگام جستجوی خرابی، باید اصل طراحی مدار را در نظر گرفت. در مدارهای خطی و پالسی، خرابی ها می تواند با مشکلات خاصی همراه باشد. ایرادات احتمالی:

• در تثبیت کننده های خطی از یک جفت مقاومت با مقاومت 5 تا 100 اهم برای محافظت در برابر افت ولتاژ استفاده می شود. یکی در ورودی پل دیودی، دومی در خروجی است. برای کاهش سوسو زدن، یک خازن-الکترولیت با حداکثر ظرفیت به موازات بار روشن می شود. خرابی درایور خطی می تواند با فرسودگی یک یا دو مقاومت محافظ در یک زمان مرتبط باشد.
• در مبدل های جریان پالسی، ریز مدارها از اضافه بار، گرمای بیش از حد و اضافه ولتاژ محافظت می شوند و در تئوری، نمی توانند شکسته شوند. در واقع، هر ریز مدار، به ویژه در درایورهای ساخت چین، می تواند غیرقابل استفاده شود. مشکل با این واقعیت تشدید می شود که بسیاری از تراشه های چینی به سختی می توانند جایگزین شوند. برخی از آنها را نمی توان حتی در اینترنت پیدا کرد.

ارتباط

اتصال درایور به LED ها برای کاربران مشکلی ایجاد نمی کند، زیرا علامت گذاری لازم روی بدنه آن وجود دارد. نحوه اتصال درایور:

1. ولتاژ ورودی را به سیم های ورودی اعمال کنید (INPUT).
2. LED ها را به سیم های خروجی (OUTPUT) وصل کنید.

هنگام اتصال، قطبیت را رعایت کنید:

• ورودی قطبی (INPUT). اگر درایور با ولتاژ ثابت تغذیه می شود، خروجی “+” را به همان قطب منبع تغذیه وصل کنید. اگر ولتاژ AC است، به علامت گذاری روی سیم های ورودی توجه کنید. دو گزینه وجود دارد:
  • “L” و “N”. فاز را روی خروجی “L” اعمال کنید (آن را با پیچ گوشتی نشانگر پیدا کنید)، تا “N” – صفر.
  • “~”، “AC” یا بدون علامت – نمی توانید قطبیت را مشاهده کنید.
• خروجی قطبی (OUTPUT). قطبیت را همیشه رعایت کنید. سیم “+” را به آند LED اول و “-” را به کاتد آخری وصل کنید. تمام نیمه هادی ها به صورت سری متصل می شوند – آند بعدی به کاتد قبلی متصل می شود.

گزینه دوم برای اتصال LED ها وجود دارد – چندین زنجیره حاوی تعداد مساوی دیود به صورت موازی متصل می شوند. هنگام اتصال سری، همه عناصر یکسان می درخشند، با نسخه موازی، خطوط ممکن است روشنایی متفاوتی داشته باشند.

چگونه با دستان خود درایور لامپ LED بسازید؟

درایور را می توان از یک شارژر تلفن قدیمی ساخت. فقط لازم است تغییرات کوچکی در تراشه ایجاد شود. چنین محصول خانگی برای تغذیه 3 LED با قدرت 1 وات کافی است. گام به گام مونتاژ درایور از شارژر تلفن را در نظر بگیرید:

1. کیس را از شارژر خارج کنید.
2. با استفاده از آهن لحیم کاری، مقاومتی را که ولتاژ ارائه شده به تلفن را محدود می کند، بردارید.
3. به جای مقاومت لحیم شده، یک مقاومت تنظیم قرار دهید. آن را روی 5000 اهم تنظیم کنید.
4. LED ها را به صورت سری به کانال خروجی لحیم کنید.
5. کانال های ورودی را جدا کنید و به جای آن یک سیم برق 220 ولتی را لحیم کنید.
6. با تنظیم ولتاژ روی مقاومت با رگولاتور، عملکرد مدار را بررسی کنید تا دیودها به شدت بسوزند، اما تغییر رنگ ندهند.

هنگام انجام کار بر روی ایجاد یک غواص از شارژر، باید قوانین ایمنی را رعایت کنید. اگر قطعات لخت را لمس کنید، ممکن است شوک الکتریکی قوی دریافت کنید.

درایور را نیز می توان از ابتدا ساخت. برای انجام این کار، به یک آهن لحیم کاری، یک تستر، سیم و یک تثبیت کننده یکپارچه KR142EN12A (یا یک آنالوگ خارجی – LM317) نیاز دارید که می توان آن را در هر فروشگاه تخصصی به قیمت 20 روبل خریداری کرد. پارامترهای ریز مدار خریداری شده 40 ولت است و جریان 1.5 A. دارای اضافه بار حفاظتی داخلی، گرمای بیش از حد و اتصال کوتاه است. میکرو مدار ولتاژ را تثبیت می کند و درایور جریان را برابر می کند، بنابراین باید تغییراتی در مدار استاندارد برای اتصال ریز مدار ایجاد کنید. درایور روی یک تثبیت کننده یکپارچه:
در این مورد، وظیفه ریز مدار تنظیم است، به همین دلیل جریان در سطح مورد نیاز حفظ می شود. مقدار جریان با مقاومت مقاومت R1 تعیین می شود. مقدار اسمی آن با فرمول محاسبه می شود: R = 1.2 / I، که در آن:

• R – مقاومت، اهم؛
• I – فعلی، A.

سفارش ساخت درایور:

1. یک تنظیم کننده جریان 9.9 ولت با جریان 300 میلی آمپر جمع کنید. سپس R1 \u003d 1.2 / 0.3 \u003d 4 اهم. قدرت مقاومت – از 4 وات. می توانید مقاومت هایی را که در تلویزیون ها استفاده می شود، بردارید. آنها همچنین می توانند در فروشگاه ها خریداری شوند. قدرت این عناصر 2 وات است، مقاومت 1-2 اهم است.
2. مقاومت ها را به صورت سری وصل کنید. مقاومت آنها جمع می شود و برابر با 2-4 اهم خواهد بود.
3. تراشه را به هیت سینک وصل کنید و مداری از دیودهای سری متصل را به خروجی درایور وصل کنید. هنگام اتصال LED ها قطبیت را رعایت کنید.
4. ولتاژ ثابت 12-40 ولت را به ورودی اعمال کنید (دستگاه برای 9.9 ولت طراحی شده است، بنابراین ما آن را با حاشیه می گیریم). ارزش تجاوز از مقدار حد را ندارد – ریز مدار ممکن است بسوزد. ولتاژ عرضه شده ممکن است تثبیت نشده باشد. می توانید از باتری ماشین، منبع تغذیه لپ تاپ یا ترانسفورماتور کاهنده با پل دیودی استفاده کنید. درایور را وصل کنید، قطبیت را رعایت کنید – کار انجام شده است.

با تشکر از رانندگان، نه تنها می توان عملکرد لامپ های LED را بهبود بخشید، بلکه از عملکرد طولانی و بدون وقفه آنها نیز اطمینان حاصل کرد. با در نظر گرفتن هزینه وسایل LED، استفاده از درایورها به یک راه حل مقرون به صرفه تبدیل می شود.