Qu’est-ce qu’un driver pour lampes à led, comment choisir et vérifier cet appareil ?

Des circuits électroniques spéciaux – pilotes – vous permettent de prolonger la durée de vie des LED, de rendre leur lueur uniforme et de haute qualité. Nous apprendrons comment fonctionne cet appareil, comment le choisir et l’installer correctement, et comment le fabriquer soi-même.

Qu’est-ce qu’un pilote et pourquoi est-il nécessaire ?

Les LED sont très sensibles aux modifications des paramètres du secteur, elles sont donc connectées au réseau via un pilote – un appareil électronique qui contrôle le courant et la tension. En règle générale, un pilote pour une lampe à LED est sélectionné avec une marge de puissance et en tenant compte de la plage de tension et de courant de sortie. Si ses paramètres ne correspondent pas au dispositif LED, il deviendra inutilisable, il devra être éliminé.

Le principe de fonctionnement, le circuit classique et la différence avec l’alimentation

Même si un pilote est souvent appelé alimentation, il existe une différence entre les deux. Le pilote est une source de courant qui maintient sa valeur constante pour traverser la LED, et l’alimentation maintient une tension stable. Considérez le fonctionnement de l’alimentation sur un exemple spécifique :

• Connectez une résistance (R) de 40 ohms à une source 12 V.
• Laissez un courant (I) de 300 mA traverser la résistance. Avec deux résistances installées, le courant doublera à 600 mA. Dans ce cas, la tension ne changera pas, car elle a une relation proportionnelle avec le courant et la résistance (loi d’Ohm I \u003d U / R).

Voyons maintenant comment fonctionne le pilote :

• Laissez une résistance de 30 Ω (R) être incluse dans le circuit avec un pilote de 225 mA.
• Si, à une tension (U) de 12 V, deux résistances de 30 Ohm connectées en parallèle sont connectées, le courant restera le même – 225 mA, et la tension deviendra la moitié – 6 V.

Le pilote fournit éventuellement à la charge un courant de sortie donné, indépendamment des surtensions. Par conséquent, les LED, qui seront alimentées par une tension de 6 V, brilleront aussi fort qu’avec une source de 10 V, si un niveau de courant donné lui est appliqué. Circuit pilote LED
: Le circuit pilote se compose de trois nœuds interconnectés :

• capacité de séparation de tension ;
• module de redressement ;
• stabilisateur.

Comment fonctionne le circuit :

1. Lorsqu’un courant passe, le condensateur C est chargé jusqu’à ce qu’il soit complètement chargé. Plus sa capacité est petite, plus il se chargera rapidement.
2. Le courant alternatif est converti en courant pulsé. La première partie de l’onde est lissée lorsqu’elle traverse le condensateur C.
3. Le condensateur électrolytique qui complète le circuit sert de filtre-stabilisateur de lissage.

Caractéristiques

Lors de l’achat d’une lampe à LED, vous devrez peut-être acheter un pilote si le dispositif d’éclairage ne dispose pas d’un convertisseur de courant. Caractéristiques principales:

• courant de sortie, A ;
• puissance de fonctionnement, W ;
• tension de sortie, V.

La tension de sortie peut varier. Cela dépend du schéma de connexion électrique et du nombre de LED. Le niveau de luminosité et de puissance dépend de l’amplitude du courant. Pour que les diodes brillent vivement et ne diminuent pas, le courant à la sortie du pilote est maintenu à un niveau donné. La puissance du convertisseur doit être légèrement supérieure au nombre total de watts de toutes les diodes. Pour calculer la puissance du conducteur, la formule est utilisée: P \u003d P (led) × X où:

• P (led) est la puissance d’une LED ;
• X est le nombre de diodes.

Si la puissance calculée s’est avérée être de 10 W, le pilote doit être pris avec une marge de 20 à 30%.

Types de chauffeurs

Tous les pilotes sont distingués selon trois critères – selon la méthode de stabilisation, les caractéristiques de conception et la présence / absence de protection. Examinons toutes les options plus en détail.

Linéaire et impulsionnel

Selon le circuit de stabilisation du courant, les pilotes sont divisés en deux types – linéaire et impulsionnel. Ils diffèrent en principe de fonctionnement et d’efficacité. Avant le circuit électronique du pilote, la tâche a été définie – pour assurer des valeurs stables de courant et de tension fournies au cristal (LED). L’option la plus simple et la moins chère consiste à inclure une résistance de limitation dans le circuit. Schéma de puissance linéaire :
Ce circuit élémentaire n’est pas apte à assurer un maintien automatique du courant. Avec une augmentation de la tension, elle augmente proportionnellement et, lorsqu’elle dépasse la valeur autorisée, le cristal s’effondrera à cause de la surchauffe. Une commande plus complexe est effectuée en incluant un transistor dans le circuit. L’inconvénient d’un circuit linéaire est une diminution de puissance avec une augmentation de tension. Cette option est valable lors de l’utilisation de sources LED à faible puissance, mais lors de l’utilisation de LED haute puissance, ces circuits ne sont pas utilisés. Avantages du schéma linéaire :

• simplicité;
• bas prix;
• fiabilité relative.

Avec les circuits linéaires, le courant et la tension peuvent être stabilisés par stabilisation des impulsions :

• après avoir appuyé sur le bouton, le condensateur est chargé ;
• après avoir relâché, le condensateur se décharge, donnant l’énergie stockée à l’élément semi-conducteur (LED), qui commence à émettre de la lumière ;
• si la tension monte, alors le temps de charge du condensateur est réduit, s’il baisse, il augmente.

L’utilisateur n’a pas besoin d’appuyer sur le bouton – l’électronique fait tout pour lui. Le rôle du mécanisme de bouton dans les alimentations modernes est assuré par des semi-conducteurs – thyristors ou transistors. Le principe de fonctionnement considéré est appelé modulation de largeur d’impulsion en électronique. Des dizaines voire des milliers d’opérations peuvent se produire par seconde. L’efficacité d’un tel schéma atteint 95%. Schéma simplifié de stabilisation des impulsions :

Électronique, gradable et basé sur condensateur

La portée de son application et ses caractéristiques de performance dépendent du principe du dispositif pilote. Types de drivers selon le principe de l’appareil :

• Électronique. Leurs circuits utilisent nécessairement un transistor. Un condensateur est installé en sortie, éliminant ou au moins lissant les ondulations de courant. Les convertisseurs électroniques sont capables de stabiliser des courants jusqu’à 750 mA. Les conducteurs de type électronique luttent non seulement contre les ondulations, mais aussi contre les interférences électromagnétiques à haute fréquence induites par les appareils électriques (radio, TV, routeur, etc.). Minimiser les interférences permet la présence d’un condensateur céramique spécial. L’inconvénient du pilote électronique est son coût élevé, et son efficacité est proche de 95%. Ils sont utilisés dans de puissantes lampes à led : phares de voiture, projecteurs, lampadaires.
• Gradable. Une caractéristique des pilotes dimmables est la possibilité de contrôler la luminosité de la lampe. Le réglage est basé sur une modification du courant de sortie, qui détermine la luminosité du flux lumineux. Le conducteur peut être inclus dans le circuit de deux manières : entre la lampe et le stabilisateur ou entre la source d’alimentation et le convertisseur.
• À base de condensateur. Ce sont des modèles peu coûteux utilisés pour les luminaires LED à faible coût. Si le fabricant n’a pas fourni de condensateur de lissage dans le circuit, une ondulation est observée à la sortie. Un autre inconvénient est le manque de sécurité. L’avantage de tels modèles est un rendement élevé, tendant à 100%, et la simplicité du circuit. Ces pilotes sont faciles à assembler de vos propres mains.

Les pilotes de condensateur peuvent provoquer un scintillement et ne sont donc pas recommandés pour une utilisation avec des appareils d’intérieur. Le scintillement nuit à la vision et irrite le système nerveux.

Avec et sans corps

Le conducteur peut ou non être placé à l’intérieur d’un étui de protection. Les circuits électroniques sont vulnérables à de nombreux facteurs externes, donc placer le pilote dans un boîtier est considéré comme une option plus fiable. Le boîtier protège le convertisseur électronique de l’humidité, de la poussière, de la lumière directe du soleil, etc. Les modèles non emballés sont moins chers, mais ils ont une durée de vie plus courte et une moins bonne stabilité de fonctionnement. Ils sont plus adaptés au montage encastré.

Date de péremption

Le pilote est évalué pour environ 30 000 heures. Ceci est légèrement inférieur à la durée de vie estimée de nombreux luminaires à LED. Une telle diminution est associée à des facteurs défavorables dans lesquels le stabilisateur de courant doit fonctionner. Ce qui affecte négativement le fonctionnement du pilote:

• surtensions ;
• changements de température et/ou d’humidité.

Si un appareil de 200 W est chargé avec 100 W, alors 50 % de la valeur nominale est renvoyée au réseau. Cela peut entraîner une surcharge et une panne de courant.

La durée de vie du pilote est limitée par la durée de vie du condensateur de lissage. Au fil du temps, l’électrolyte s’y évapore et l’appareil tombe en panne.

Pour prolonger le fonctionnement du pilote, il doit être utilisé dans des pièces à humidité normale (pas élevée) et connecté à un réseau avec une tension de haute qualité sans surtension.

Comment choisir un driver pour une lampe LED ?

Lorsqu’ils sont connectés à un stabilisateur de courant, les semi-conducteurs reçoivent la puissance dont ils ont besoin et atteignent leurs caractéristiques nominales. La durée de vie des diodes dépend de la sélection correcte du pilote. A quels paramètres faire attention :

• Du pouvoir. Il détermine la charge maximale admissible pour laquelle l’appareil est conçu. Par exemple, le marquage (20×26)x1W signifie que de 20 à 26 LED peuvent être connectées simultanément au driver, chacune avec une puissance de 1 W.
• Courant et tension (valeurs nominales). Les fabricants indiquent ce paramètre sur chaque LED, c’est pour cela qu’un driver est sélectionné. Si le courant nominal maximum est de 350 mA, une alimentation 300-330 mA doit être connectée. Une telle gamme de courants de fonctionnement vous permet de garantir la durée de vie de la lampe, fournie par le fabricant.
• Classe de protection. Cela dépend de cet indicateur où exactement les lampes peuvent être utilisées – à l’extérieur ou à l’intérieur. La classe de résistance à l’humidité et d’étanchéité est indiquée par les lettres IP et est exprimée en deux chiffres. Le premier chiffre est utilisé pour juger de la protection contre les fractions solides (poussière, saleté, sable, glace), le second – contre les milieux liquides. La classe de protection n’indique pas la température à laquelle le luminaire peut être utilisé.
• Cadre. Le conducteur peut avoir un boîtier métallique perforé ouvert ou fermé. Dans le second cas, l’appareil est placé dans une boîte métallique. Pour un usage domestique, un boîtier en plastique non scellé convient.
• Principe d’opération. La résistance de limitation n’élimine pas les fluctuations de tension dans le secteur et ne protège pas contre les bruits impulsionnels. Le moindre changement de tension entraîne des surtensions soudaines. Les régulateurs linéaires sont considérés comme des pilotes peu fiables et à faible efficacité, les circuits de commutation sont préférés.

Comment vérifier si cela fonctionne?

Pour vérifier le pilote sans charge, il suffit d’appliquer à l’entrée du bloc 220 V. Si l’appareil fonctionne correctement, une tension constante apparaîtra à la sortie. Sa valeur sera légèrement supérieure à la limite supérieure indiquée sur l’étiquette du pilote. Si, par exemple, le stabilisateur a une plage de 27-37 V, la sortie doit être d’environ 40 V. Pour maintenir le courant dans une plage donnée, à mesure que la résistance de charge augmente (elle tend vers l’infini sans charge), la tension atteint également une certaine limite. Cette méthode de vérification est simple et accessible, mais ne nous permet pas de tirer des conclusions sans ambiguïté sur l’état de fonctionnement à 100% de l’appareil. Il existe des pilotes qui, après avoir été allumés sans charge, ne démarrent pas ou se comportent de manière incompréhensible. Deuxième option de vérification :

1. Connectez une résistance à la sortie du pilote, en choisissant sa résistance en fonction de la loi d’Ohm. Par exemple, la puissance du pilote est de 20 W, le courant de sortie est de 600 mA, la tension est de 25-35 V. La résistance souhaitée sera de 38-58 ohms.
2. Sélectionnez une résistance dans la plage spécifiée et avec la puissance appropriée. Même s’il est petit, cela suffit amplement pour la vérification.
3. Connectez une résistance et mesurez la tension de sortie avec un testeur. S’il est dans les limites spécifiées, le pilote fonctionne définitivement.

Lors de la recherche de pannes, il est nécessaire de prendre en compte le principe de conception du circuit. Dans les circuits linéaires et à impulsions, les pannes peuvent être associées à certains problèmes. Défauts possibles :

• Dans les stabilisateurs linéaires , une paire de résistances d’une résistance de 5 à 100 ohms est utilisée pour se protéger contre les chutes de tension. L’un est à l’entrée du pont de diodes, le second est à la sortie. Pour réduire le scintillement, un condensateur-électrolyte de capacité maximale est allumé en parallèle avec la charge. Les défaillances du pilote linéaire peuvent être associées à l’épuisement d’une ou deux résistances de protection à la fois.
• Dans les convertisseurs de courant à impulsions, les microcircuits sont protégés contre les surcharges, les surchauffes et les surtensions et, en théorie, ne peuvent pas se casser. En fait, tout microcircuit, en particulier dans les pilotes fabriqués en Chine, peut devenir inutilisable. Le problème est aggravé par le fait que de nombreuses puces chinoises sont difficiles à remplacer. Certains d’entre eux sont introuvables même sur Internet.

Lien

La connexion du pilote aux LED ne pose pas de difficultés aux utilisateurs, car il y a le marquage nécessaire sur son corps. Comment connecter le pilote :

1. Appliquez une tension d’entrée aux fils d’entrée (INPUT).
2. Connectez les LED aux fils de sortie (OUTPUT).

Lors du raccordement, respectez la polarité :

• Entrée polaire (INPUT). Si le pilote est alimenté par une tension constante, connectez la sortie “+” au même pôle de la source d’alimentation. Si la tension est CA, faites attention aux marquages ​​sur les fils d’entrée. Il y a deux options :
  • “L” et “N”. Appliquez la phase à la sortie “L” (trouvez-la avec un tournevis indicateur), à “N” – zéro.
  • “~”, “AC” ou pas de marquage – vous ne pouvez pas respecter la polarité.
• Sortie polaire (OUTPUT). Respectez la polarité à tout moment. Connectez le fil “+” à l’anode de la 1ère LED, “-” à la cathode de la dernière. Tous les semi-conducteurs sont connectés en série – l’anode du suivant est attachée à la cathode du précédent.

Il existe une deuxième option pour connecter les LED – plusieurs chaînes contenant un nombre égal de diodes sont connectées en parallèle. Lorsqu’ils sont connectés en série, tous les éléments brillent de la même manière, avec une version parallèle, les lignes peuvent avoir une luminosité différente.

Comment fabriquer soi-même un pilote pour une lampe LED?

Le pilote peut être fabriqué à partir d’un ancien chargeur de téléphone. Il suffit d’apporter de petites modifications à la puce. Un tel produit maison suffit pour alimenter 3 LED d’une puissance de 1 W chacune. Considérez étape par étape l’assemblage du pilote à partir du chargeur de téléphone :

1. Retirez le boîtier du chargeur.
2. À l’aide d’un fer à souder, retirez la résistance qui limite la tension fournie au téléphone.
3. À la place de la résistance soudée, mettez une résistance d’accord. Réglez-le sur 5 000 ohms.
4. Soudez les LED en série sur le canal de sortie.
5. Dessoudez les canaux d’entrée et soudez un cordon d’alimentation 220V à la place.
6. Vérifiez le fonctionnement du circuit en réglant la tension sur la résistance avec le régulateur de sorte que les diodes brûlent vivement, mais ne changent pas de couleur.

Lorsque vous effectuez des travaux sur la création d’un plongeur à partir d’un chargeur, vous devez respecter les règles de sécurité. Si vous touchez les pièces nues, vous pouvez recevoir un fort choc électrique.

Le pilote peut également être construit à partir de zéro. Pour ce faire, vous avez besoin d’un fer à souder, d’un testeur, de fils et d’un stabilisateur intégré KR142EN12A (ou d’un analogue étranger – LM317), qui peut être acheté dans n’importe quel magasin spécialisé pour 20 roubles.Les paramètres du microcircuit acheté sont de 40 V et Courant de 1,5 A. Il a une protection intégrée contre les surcharges, les surchauffes et les courts-circuits. Le microcircuit stabilise la tension et le pilote égalise le courant, vous devrez donc apporter des modifications au circuit standard pour connecter le microcircuit. Pilote sur un stabilisateur intégré:
Dans ce cas, la tâche du microcircuit est de réguler, grâce à quoi le courant sera maintenu au niveau requis. La valeur du courant est déterminée par la valeur de la résistance R1. Sa valeur nominale est calculée par la formule : R = 1,2 / I, où :

• R – résistance, Ohm ;
• Je – courant, A.

Ordre de compilation du pilote :

1. Assemblez un régulateur de courant de 9,9 V avec un courant de 300 mA. Puis R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 ohms. Puissance de la résistance – à partir de 4 watts. Vous pouvez prendre les résistances utilisées dans les téléviseurs. Ils peuvent également être achetés dans les magasins. La puissance de ces éléments est de 2 W, la résistance est de 1-2 ohms.
2. Connectez les résistances en série. Leur résistance s’additionnera et sera égale à 2-4 ohms.
3. Fixez la puce au dissipateur thermique et connectez un circuit de diodes connectées en série à la sortie du pilote. Respectez la polarité lors de la connexion des LED.
4. Appliquez une tension constante de 12-40 V à l’entrée (l’appareil est conçu pour 9,9 V, nous le prenons donc avec une marge). Cela ne vaut pas la peine de dépasser la valeur limite – le microcircuit peut griller. La tension fournie peut ne pas être stabilisée. Vous pouvez utiliser une batterie de voiture, une alimentation pour ordinateur portable ou un transformateur abaisseur avec un pont de diodes. Connectez le pilote, respectez la polarité – le travail est fait.

Grâce aux pilotes, il est possible non seulement d’améliorer les performances des lampes à LED, mais également d’assurer leur fonctionnement long et ininterrompu. Compte tenu du coût des luminaires LED, l’utilisation de pilotes devient une solution rentable.