Mikä on led-lamppujen ohjain, kuinka valita ja tarkistaa tämä laite?

Erikoiselektroniikkapiireillä – ajureilla – voit pidentää LEDien käyttöikää, tehdä niiden hehkusta tasaisen ja laadukkaan. Opimme kuinka tämä laite toimii, kuinka se valitaan ja asennetaan oikein ja miten se tehdään itse.

Mikä on kuljettaja ja miksi sitä tarvitaan?

LEDit ovat erittäin herkkiä sähköverkon parametrien muutoksille, joten ne on kytketty verkkoon ohjaimen kautta – elektronisen laitteen kautta, joka ohjaa virtaa ja jännitettä. Tyypillisesti led-lampun ohjain valitaan tehomarginaalilla ja ottaen huomioon lähtöjännitteen ja virran vaihteluväli. Jos sen parametrit eivät sovi LED-laitteeseen, siitä tulee käyttökelvoton, se on hävitettävä.

Toimintaperiaate, klassinen piiri ja ero virtalähteestä

Vaikka kuljettajaa kutsutaan usein virtalähteeksi, näiden kahden välillä on ero. Ohjain on virtalähde, joka säilyttää vakioarvonsa LEDin läpi kulkemisessa, ja virtalähde ylläpitää vakaata jännitettä. Harkitse, kuinka virtalähde toimii tietyssä esimerkissä:

• Kytke 40 ohmin vastus (R) 12 V:n lähteeseen.
• Anna vastuksen läpi kulkea 300 mA:n virta (I). Kun kaksi vastusta on asennettu, virta kaksinkertaistuu 600 mA:iin. Tässä tapauksessa jännite ei muutu, koska sillä on verrannollinen suhde virtaan ja vastukseen (Ohmin laki I \u003d U / R).

Katsotaan nyt kuinka ajuri toimii:

• Sisällytäköön 30 Ω vastus (R) piiriin, jossa on 225 mA ajuri.
• Jos 12 V:n jännitteellä (U) kytketään kaksi rinnakkain kytkettyä 30 ohmin vastusta, virta pysyy samana – 225 mA ja jännitteestä tulee puolet – 6 V.

Kuljetin antaa lopulta kuorman tietyllä lähtövirralla tehopiikkeistä riippumatta. Siksi LEDit, joihin syötetään 6 V:n jännite, loistavat yhtä kirkkaasti kuin 10 V:n lähteellä, jos siihen syötetään tietty virtataso. LED
-ajuripiiri: Ohjainpiiri koostuu kolmesta toisiinsa yhdistetystä solmusta:

• kapasitanssi jännitteen erotusta varten;
• oikaisumoduuli;
• stabilointiaine.

Kuinka piiri toimii:

1. Kun virta kulkee, kondensaattoria C ladataan, kunnes se on täysin latautunut. Mitä pienempi sen kapasiteetti, sitä nopeammin se latautuu.
2. Vaihtovirta muunnetaan sykkiväksi. Aallon ensimmäinen osa tasoittuu, kun se kulkee kondensaattorin C läpi.
3. Piirin täydentävä elektrolyyttikondensaattori toimii tasoitussuodatin-stabilisaattorina.

Tekniset tiedot

LED-lamppua ostettaessa saatat joutua ostamaan ajurin, jos valaistuslaitteessa ei ole virranmuuntajaa. Pääpiirteet:

• lähtövirta, A;
• käyttöteho, W;
• lähtöjännite, V.

Lähtöjännite voi vaihdella. Se riippuu virtaliitäntäkaaviosta ja LEDien lukumäärästä. Kirkkauden ja tehon taso riippuu virran suuruudesta. Jotta diodit loistavat kirkkaasti eivätkä himmenne, virta ajurin lähdössä pidetään tietyllä tasolla. Muuntimen tehon tulee olla hieman suurempi kuin kaikkien diodien kokonaiswattimäärä. Kuljettajan tehon laskemiseen käytetään kaavaa: P \u003d P (led) × X missä:

• P (led) on yhden LEDin teho;
• X on diodien lukumäärä.

Jos laskettu teho osoittautui 10 W:ksi, kuljettaja on otettava 20-30% marginaalilla.

Kuljettajien tyypit

Kaikki kuljettajat erotetaan kolmen kriteerin mukaan – stabilointimenetelmän, suunnitteluominaisuuksien ja suojan olemassaolon / puuttumisen mukaan. Harkitsemme kaikkia vaihtoehtoja yksityiskohtaisemmin.

Lineaarinen ja impulssi

Nykyisestä stabilointipiiristä riippuen ajurit jaetaan kahteen tyyppiin – lineaariseen ja pulssiin. Ne eroavat toimintaperiaatteesta ja tehokkuudesta. Ennen ajurin elektronista piiriä asetettiin tehtävä – varmistaa kiteen (LED) syötetyn virran ja jännitteen vakaat arvot. Yksinkertaisin ja halvin vaihtoehto on sisällyttää piiriin rajoitusvastus. Lineaarinen tehokaavio:
Tämä peruspiiri ei pysty tarjoamaan automaattista virran ylläpitoa. Jännitteen kasvaessa se kasvaa suhteessa ja kun se ylittää sallitun arvon, kide romahtaa ylikuumenemisesta. Monimutkaisempi ohjaus suoritetaan sisällyttämällä piiriin transistori. Lineaarisen piirin haittana on tehon lasku jännitteen kasvaessa. Tämä vaihtoehto on voimassa käytettäessä pienitehoisia led-lähteitä, mutta kun käytetään suuritehoisia LED-valoja, tällaisia ​​piirejä ei käytetä. Lineaarisen järjestelmän edut:

• yksinkertaisuus;
• halpa;
• suhteellinen luotettavuus.

Lineaaristen piirien ohella virtaa ja jännitettä voidaan stabiloida pulssistabiloinnilla:

• painikkeen painamisen jälkeen kondensaattori latautuu;
• vapautumisen jälkeen kondensaattori purkautuu ja antaa varastoidun energian puolijohdeelementille (LED), joka alkaa säteillä valoa;
• jos jännite nousee, kondensaattorin latausaika lyhenee, jos se laskee, se kasvaa.

Käyttäjän ei tarvitse painaa painiketta – elektroniikka tekee kaiken hänen puolestaan. Painikemekanismin roolia nykyaikaisissa virtalähteissä suorittavat puolijohteet – tyristorit tai transistorit. Tarkasteltavaa toimintaperiaatetta kutsutaan elektroniikassa pulssinleveysmodulaatioksi. Sekunnissa voi tapahtua kymmeniä ja jopa tuhansia toimintoja. Tällaisen järjestelmän tehokkuus on 95%. Yksinkertaistettu impulssin stabilointikaavio:

Elektroninen, himmennettävä ja kondensaattoripohjainen

Sen käyttöalue ja suorituskykyominaisuudet riippuvat ajurilaitteen periaatteesta. Ohjainten tyypit laitteen periaatteen mukaan:

• Elektroninen. Niiden piirit käyttävät välttämättä transistoria. Lähtöön on asennettu kondensaattori, joka eliminoi tai ainakin tasoittaa virran aaltoilua. Elektroniset muuntimet pystyvät stabiloimaan virtoja 750 mA asti. Elektroniset ajurit kamppailevat paitsi aaltoilun, myös sähkölaitteiden (radio, TV, reititin jne.) aiheuttamien suurtaajuisten sähkömagneettisten häiriöiden kanssa. Häiriöiden minimoiminen mahdollistaa erityisen keraamisen kondensaattorin läsnäolon. Elektronisen ajurin miinus on korkea hinta, plus hyötysuhde on lähes 95%. Niitä käytetään tehokkaissa led-lampuissa: auton ajovalot, kohdevalot, katuvalot.
• Himmennettävä. Himmennettävien ohjainten ominaisuus on kyky säätää lampun kirkkautta. Säätö perustuu lähtövirran muutokseen, joka määrää valovirran kirkkauden. Ohjain voidaan sisällyttää piiriin kahdella tavalla: lampun ja stabilisaattorin väliin tai virtalähteen ja muuntajan väliin.
• Kondensaattoripohjainen. Nämä ovat edullisia malleja, joita käytetään edullisissa LED-valaisimissa. Jos valmistaja ei toimittanut tasoituskondensaattoria piiriin, ulostulossa havaitaan aaltoilua. Toinen haittapuoli on turvallisuuden puute. Tällaisten mallien etuna on korkea, 100 %:iin pyrkivä hyötysuhde ja piirin yksinkertaisuus. Tällaiset ajurit on helppo koota omin käsin.

Kondensaattoriohjaimet voivat aiheuttaa välkkymistä, joten niitä ei suositella käytettäväksi sisälaitteiden kanssa. Välkyntä vaikuttaa haitallisesti näkökykyyn ja ärsyttää hermostoa.

Keholla ja ilman

Kuljettaja voidaan asettaa suojakotelon sisään tai ei. Elektroniset piirit ovat herkkiä monille ulkoisille tekijöille, joten ajurin sijoittamista koteloon pidetään luotettavampana vaihtoehtona. Kotelo suojaa elektroniikkamuunninta kosteudelta, pölyltä, suoralta auringonvalolta jne. Pakkaamattomat mallit ovat halvempia, mutta niillä on lyhyempi käyttöikä ja huonompi toimintavakaus. Ne sopivat paremmin uppoasennukseen.

Parasta ennen päiväys

Kuljettaja on ajanut noin 30 000 tuntia. Tämä on hieman lyhyempi kuin monien LED-valaisimien arvioitu käyttöikä. Tällainen lasku liittyy epäsuotuisiin tekijöihin, joissa nykyisen stabilisaattorin on toimittava. Mikä vaikuttaa negatiivisesti kuljettajan toimintaan:

• virtapiikit;
• lämpötilan ja/tai kosteuden vaihtelut.

Jos 200 W:n laite ladataan 100 W:lla, niin 50 % nimellisarvosta palautetaan verkkoon. Tämä voi aiheuttaa ylikuormitusta ja sähkökatkoksia.

Kuljettajan käyttöikää rajoittaa tasoituskondensaattorin käyttöikä. Ajan myötä elektrolyytti haihtuu siinä, ja laite epäonnistuu.

Kuljettimen toiminnan pidentämiseksi sitä on käytettävä huoneissa, joissa on normaali (ei korkea) kosteus, ja liitettävä verkkoon korkealaatuisella jännitteellä ilman ylijännitettä.

Kuinka valita ohjain LED-lampulle?

Kun puolijohteet on kytketty virran stabilointilaitteeseen, ne saavat tarvitsemansa tehon ja saavuttavat nimellisominaisuudet. Diodien käyttöikä riippuu siitä, kuinka oikein ohjain on valittu. Mihin parametreihin kannattaa kiinnittää huomiota:

• Tehoa. Se määrittää suurimman sallitun kuorman, jolle laite on suunniteltu. Esimerkiksi merkintä (20×26)x1W tarkoittaa, että ohjaimeen voidaan kytkeä samanaikaisesti 20 – 26 LEDiä, kunkin teholla 1 W.
• Virta ja jännite (nimellisarvot). Valmistajat ilmoittavat tämän parametrin jokaisessa LEDissä, sitä varten valitaan ohjain. Jos suurin nimellisvirta on 350 mA, on kytkettävä 300-330 mA virtalähde. Tällainen käyttövirta-alue mahdollistaa valmistajan toimittaman lampun säilyvyyden.
• Suojausluokka. Tästä indikaattorista riippuu, missä tarkalleen lamppuja voidaan käyttää – ulkona vai sisällä. Kosteudenkestävyys- ja tiiviysluokka on merkitty kirjaimilla IP ja se ilmaistaan ​​kahdella numerolla. Ensimmäistä numeroa käytetään arvioimaan suojausta kiinteitä fraktioita (pöly, lika, hiekka, jää) vastaan, toista – nestemäisiltä aineilta. Suojausluokka ei osoita lämpötilaa, jossa valaisinta voidaan käyttää.
• Kehys. Kuljettimessa voi olla avoin rei’itetty metallikotelo tai suljettu. Toisessa tapauksessa laite sijoitetaan metallilaatikkoon. Kotikäyttöön sopii sulkematon muovikotelo.
• Toimintaperiaate. Rajoitusvastus ei eliminoi verkkojännitteen vaihteluita eikä suojaa impulssikohinalta. Pieninkin jännitteen muutos johtaa äkillisiin virtapiikkeihin. Lineaarisia säätimiä pidetään epäluotettavina ja heikkotehoisina ohjaimina, kytkentäpiirit ovat suositeltavia.

Kuinka tarkistaa, toimiiko se?

Ajurin tarkistamiseksi ilman kuormitusta riittää, että lohkon tuloon syötetään 220 V. Jos laite toimii kunnolla, ulostuloon ilmestyy vakiojännite. Sen arvo on hieman suurempi kuin kuljettajan tarrassa ilmoitettu yläraja. Jos esimerkiksi stabilisaattorin jännitealue on 27-37 V, ulostulon tulee olla noin 40 V. Virran pitämiseksi tietyllä alueella kuormitusvastuksen kasvaessa (se pyrkii äärettömyyteen ilman kuormitusta), jännite myös kasvaa tiettyyn rajaan. Tämä varmennusmenetelmä on yksinkertainen ja helppokäyttöinen, mutta se ei salli meidän tehdä yksiselitteisiä johtopäätöksiä laitteen 100-prosenttisesta huollettavuudesta. On ohjaimia, jotka eivät käynnisty ilman kuormaa käynnistettyään tai käyttäytyvät käsittämättömällä tavalla. Toinen tarkistusvaihtoehto:

1. Kytke vastus ajurin lähtöön valitsemalla sen vastus Ohmin lain perusteella. Esimerkiksi ajurin teho on 20 W, lähtövirta 600 mA, jännite 25-35 V. Haluttu resistanssi on 38-58 ohmia.
2. Valitse vastus määritetyltä alueelta ja sopivalla teholla. Vaikka se on pieni, tämä riittää varmentamiseen.
3. Kytke vastus ja mittaa lähtöjännite testerillä. Jos se on määritettyjen rajojen sisällä, ohjain toimii varmasti.

Vikoja etsittäessä on otettava huomioon piirisuunnittelun periaate. Lineaarisissa ja pulssipiireissä häiriöt voivat liittyä tiettyihin ongelmiin. Mahdolliset viat:

• Lineaarisissa stabilaattoreissa käytetään vastusparia, jonka resistanssi on 5 – 100 ohmia, suojaamaan jännitehäviöiltä. Yksi on diodisillan sisääntulossa, toinen on lähdössä. Välkynnän vähentämiseksi kytketään päälle maksimikapasiteettinen kondensaattorielektrolyytti rinnakkain kuorman kanssa. Lineaariset ohjainvirheet voivat liittyä yhden tai kahden suojavastuksen palamiseen kerralla.
• Pulssivirtamuuntimissa mikropiirit on suojattu ylikuormitukselta, ylikuumenemiselta ja ylijännitteeltä, eivätkä ne teoriassa voi rikkoutua. Itse asiassa mikä tahansa mikropiiri, erityisesti kiinalaisvalmisteisissa ohjaimissa, voi tulla käyttökelvottomaksi. Ongelmaa pahentaa se, että monille kiinalaisille siruille on vaikea löytää korvaavia. Joitakin niistä ei löydy edes Internetistä.

Yhteys

Ohjaimen liittäminen LEDeihin ei aiheuta vaikeuksia käyttäjille, koska sen rungossa on tarvittava merkintä. Kuinka kytkeä ohjain:

1. Kytke tulojännite tulojohtimiin (INPUT).
2. Liitä LEDit lähtöjohtoihin (OUTPUT).

Kun liität, huomioi napaisuus:

• Napatulo (INPUT). Jos ohjain saa virtaa vakiojännitteestä, kytke “+”-lähtö virtalähteen samaan napaan. Jos jännite on AC, kiinnitä huomiota tulojohtojen merkintöihin. Vaihtoehtoja on kaksi:
  • “L” ja “N”. Aseta vaihe lähtöön “L” (löydä se ilmaisinruuvimeisselillä), kohtaan “N” – nolla.
  • “~”, “AC” tai ei merkintää – et voi havaita napaisuutta.
• Polaarilähtö (OUTPUT). Noudata aina napaisuutta. Liitä “+” -johto ensimmäisen LEDin anodiin ja “-” viimeisen LEDin katodiin. Kaikki puolijohteet on kytketty sarjaan – seuraavan anodi on kiinnitetty edellisen katodiin.

LEDien kytkemiseen on toinen vaihtoehto – useita ketjuja, jotka sisältävät saman määrän diodeja, on kytketty rinnakkain. Sarjaan kytkettynä kaikki elementit hehkuvat samalla tavalla, rinnakkaisversiossa viivoilla voi olla erilainen kirkkaus.

Kuinka tehdä ohjain LED-lampulle omin käsin?

Ajuri voidaan valmistaa vanhasta puhelimen laturista. Siruun tarvitsee tehdä vain pieniä muutoksia. Tällainen kotitekoinen tuote riittää syöttämään 3 LEDiä, joiden kunkin teho on 1 W. Harkitse vaihe vaiheelta ohjaimen kokoamista puhelimen laturista:

1. Irrota kotelo laturista.
2. Irrota juotosraudalla vastus, joka rajoittaa puhelimeen syötettyä jännitettä.
3. Laita juotetun vastuksen tilalle viritysvastus. Aseta se 5000 ohmiin.
4. Juota LEDit sarjaan lähtökanavaan.
5. Irrota tulokanavat ja juota sen sijaan 220 V virtajohto.
6. Tarkista piirin toiminta asettamalla vastuksen jännite säätimellä niin, että diodit palavat kirkkaasti, mutta eivät vaihda värejä.

Kun teet töitä sukeltajan luomiseksi laturista, sinun on noudatettava turvallisuusmääräyksiä. Jos kosketat paljaita osia, voit saada voimakkaan sähköiskun.

Ohjain voidaan rakentaa myös tyhjästä. Tätä varten tarvitset juotosraudan, testerin, johdot ja kiinteän stabilisaattorin KR142EN12A (tai ulkomaisen analogin – LM317), jonka voi ostaa mistä tahansa erikoisliikkeestä hintaan 20 ruplaa. Ostetun mikropiirin parametrit ovat 40 V ja Virta 1,5 A. Siinä on sisäänrakennettu suoja ylikuormitusta, ylikuumenemista ja oikosulkua vastaan. Mikropiiri stabiloi jännitteen ja ohjain tasaa virran, joten sinun on tehtävä muutoksia vakiopiiriin mikropiirin kytkemiseksi. Ohjain integroidulla stabilisaattorilla:
Tässä tapauksessa mikropiirin tehtävänä on säätää, minkä ansiosta virta pysyy vaaditulla tasolla. Virran arvo määräytyy vastuksen R1 resistanssin mukaan. Sen nimellisarvo lasketaan kaavalla: R = 1,2 / I, jossa:

• R – vastus, ohm;
• I – nykyinen, A.

Ohjaimen rakennusjärjestys:

1. Kokoa 9,9 V:n virransäädin, jonka virta on 300 mA. Sitten R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 ohmia. Vastuksen teho – alkaen 4 wattia. Voit ottaa vastukset, joita käytetään televisioissa. Niitä voi ostaa myös kaupoista. Näiden elementtien teho on 2 W, vastus 1-2 ohmia.
2. Kytke vastukset sarjaan. Niiden vastus kasvaa ja on 2-4 ohmia.
3. Kiinnitä siru jäähdytyselementtiin ja kytke sarjaan kytkettyjen diodien piiri ohjaimen lähtöön. Huomioi napaisuus, kun kytket LEDit.
4. Aseta sisääntuloon vakiojännite 12-40 V (laite on suunniteltu 9,9 V:lle, joten otamme sen marginaalilla). Raja-arvoa ei kannata ylittää – mikropiiri voi palaa. Syötetty jännite ei ehkä ole vakiintunut. Voit käyttää auton akkua, kannettavan tietokoneen virtalähdettä tai alennusmuuntajaa diodisillalla. Liitä ohjain, tarkkaile napaisuutta – työ on tehty.

Ohjainten ansiosta on mahdollista paitsi parantaa LED-lamppujen suorituskykyä, myös varmistaa niiden pitkä, keskeytymätön toiminta. Led-valaisimien kustannukset huomioon ottaen ajurien käytöstä tulee kustannustehokas ratkaisu.