Que é un controlador para lámpadas led, como elixir e comprobar este dispositivo?

Os circuítos electrónicos especiais – controladores – permítenche prolongar a vida útil dos LED, facer que o seu brillo sexa uniforme e de alta calidade. Aprenderemos como funciona este dispositivo, como elixilo e instalalo correctamente e como fabricalo vostede mesmo.

Que é un condutor e por que é necesario?

Os LED son moi sensibles aos cambios nos parámetros da rede, polo que están conectados á rede a través dun controlador, un dispositivo electrónico que controla a corrente e a tensión. Normalmente, selecciónase un controlador para unha lámpada led cunha marxe de potencia e tendo en conta o rango de tensión e corrente de saída. Se os seus parámetros non se axustan ao dispositivo LED, quedará inservible, terá que ser eliminado.

O principio de funcionamento, o circuíto clásico e a diferenza da fonte de alimentación

Aínda que a miúdo se refire a un controlador como fonte de alimentación, hai unha diferenza entre ambos. O controlador é unha fonte de corrente que mantén o seu valor constante para pasar polo LED, e a fonte de alimentación mantén unha tensión estable. Considere como funciona a fonte de alimentación nun exemplo específico:

• Conecte unha resistencia (R) de 40 ohmios a unha fonte de 12 V.
• Deixa que unha corrente (I) de 300 mA circule pola resistencia. Con dúas resistencias instaladas, a corrente duplicarase ata 600 mA. Neste caso, a tensión non cambiará, xa que ten unha relación proporcional coa corrente e a resistencia (lei de Ohm I \u003d U / R).

Agora vexamos como funciona o controlador:

• Inclúese unha resistencia de 30 Ω (R) no circuíto cun controlador de 225 mA.
• Se, a unha tensión (U) de 12 V, se conectan dúas resistencias de 30 ohmios conectadas en paralelo, a corrente permanecerá igual – 225 mA, e a tensión pasará a ser a metade – 6 V.

O controlador finalmente proporciona á carga unha corrente de saída determinada, independentemente das sobrecargas de enerxía. Polo tanto, os LED, que se subministrarán cunha tensión de 6 V, brillarán con tanta intensidade como cunha fonte de 10 V, se se lle aplica un determinado nivel de corrente. Circuíto controlador LED
: o circuíto controlador consta de tres nodos interconectados:

• capacidade para separación de tensión;
• módulo rectificador;
• estabilizador.

Como funciona o circuíto:

1. Cando se pasa unha corrente, o capacitor C cárgase ata que está totalmente cargado. Canto menor sexa a súa capacidade, máis rápido cargará.
2. A corrente alterna convértese en pulsación. A primeira parte da onda suavizase ao atravesar o condensador C.
3. O capacitor electrolítico que completa o circuíto serve como filtro-estabilizador suavizante.

Especificacións

Ao mercar unha lámpada LED, é posible que necesites mercar un controlador se o dispositivo de iluminación non ten un conversor de corrente. Principais características:

• corrente de saída, A;
• potencia operativa, W;
• Tensión de saída, V.

A tensión de saída pode variar. Depende do esquema de conexión de enerxía e do número de LEDs. O nivel de brillo e potencia depende da magnitude da corrente. Para que os díodos brillen e non se atenuen, a corrente na saída do controlador mantense nun determinado nivel. A potencia do conversor debe ser lixeiramente superior ao número total de vatios de todos os díodos. Para calcular a potencia do condutor, úsase a fórmula: P \u003d P (led) × X onde:

• P (led) é a potencia dun LED;
• X é o número de díodos.

Se a potencia calculada resultou ser de 10 W, o condutor debe tomarse cunha marxe do 20-30%.

Tipos de controladores

Todos os condutores distínguense segundo tres criterios: segundo o método de estabilización, as características de deseño e a presenza / ausencia de protección. Consideremos todas as opcións con máis detalle.

Lineal e de impulso

Dependendo do circuíto de estabilización actual, os controladores divídense en dous tipos: lineal e de pulso. Diferéncianse en principio de funcionamento e eficiencia. Antes do circuíto electrónico do condutor, estableceuse a tarefa: garantir valores estables de corrente e tensión subministrados ao cristal (LED). A opción máis sinxela e barata é incluír unha resistencia limitadora no circuíto. Esquema de potencia lineal:
Este circuíto elemental non é capaz de proporcionar un mantemento automático de corrente. Cun aumento da tensión, crece proporcionalmente e, cando supera o valor permitido, o cristal colapsarase por sobrequecemento. O control máis complexo realízase incluíndo un transistor no circuíto. A desvantaxe dun circuíto lineal é unha diminución da potencia cun aumento da tensión. Esta opción é válida cando se usan fontes de LED de baixa potencia, pero cando se usan LED de alta potencia, tales circuítos non se utilizan. Vantaxes do esquema lineal:

• sinxeleza;
• barato;
• fiabilidade relativa.

Xunto cos circuítos lineais, a corrente e a tensión pódense estabilizar mediante a estabilización de pulsos:

• despois de premer o botón, o capacitor cárgase;
• despois de liberarse, o capacitor descárgase, dándolle a enerxía almacenada ao elemento semicondutor (LED), que comeza a emitir luz;
• se a tensión aumenta, entón o tempo de carga do capacitor redúcese, se cae, aumenta.

O usuario non ten que premer o botón: a electrónica fai todo por el. O papel do mecanismo de botón nas fontes de alimentación modernas realízao semicondutores: tiristores ou transistores. O principio de funcionamento considerado denomínase modulación de ancho de pulso na electrónica. Poden producirse ducias e ata miles de operacións por segundo. A eficiencia deste esquema alcanza o 95%. Esquema simplificado de estabilización do impulso:

Electrónica, regulable e baseada en capacitores

O alcance da súa aplicación e as características de rendemento dependen do principio do dispositivo controlador. Tipos de controladores segundo o principio do dispositivo:

• Electrónico. Os seus circuítos usan necesariamente un transistor. Un capacitor está instalado na saída, eliminando ou polo menos suavizando as ondas de corrente. Os conversores electrónicos son capaces de estabilizar correntes de ata 750 mA. Os controladores de tipo electrónico loitan non só coas ondas, senón tamén coas interferencias electromagnéticas de alta frecuencia inducidas por aparellos eléctricos (radio, televisión, enrutador, etc.). Minimizar a interferencia permite a presenza dun capacitor cerámico especial. O inconveniente do controlador electrónico é o alto custo, ademais de que a eficiencia está preto do 95%. Utilízanse en potentes lámpadas led: faros de coches, focos, farolas.
• Regulable. Unha característica dos controladores regulables é a capacidade de controlar o brillo da lámpada. O axuste baséase nun cambio na corrente de saída, que determina o brillo do fluxo luminoso. O controlador pódese incluír no circuíto de dúas formas: entre a lámpada e o estabilizador ou entre a fonte de enerxía e o conversor.
• A base de condensadores. Estes son modelos económicos usados ​​para luminarias LED de baixo custo. Se o fabricante non proporcionou un capacitor de suavizado no circuíto, entón obsérvase unha onda na saída. Outra desvantaxe é a falta de seguridade. A vantaxe destes modelos é a alta eficiencia, tendente ao 100%, e a sinxeleza do circuíto. Tales controladores son fáciles de montar coas túas propias mans.

Os controladores de capacitores poden causar parpadeos e, polo tanto, non se recomenda o seu uso con aparellos de interior. O parpadeo afecta negativamente a visión e irrita o sistema nervioso.

Con e sen corpo

O condutor pode ou non ser colocado dentro dunha funda protectora. Os circuítos electrónicos son vulnerables a moitos factores externos, polo que colocar o controlador nun caso considérase unha opción máis fiable. A carcasa protexe o conversor electrónico da humidade, o po, a luz solar directa, etc. Os modelos sen embalar son máis baratos, pero teñen unha vida útil máis curta e unha peor estabilidade de funcionamento. Son máis axeitados para o montaxe empotrado.

Data de consumo preferente

O condutor ten unha duración aproximada de 30.000 horas. Isto é un pouco menor que a vida útil estimada de moitas luminarias LED. Tal diminución está asociada a factores desfavorables nos que o estabilizador actual ten que funcionar. O que afecta negativamente ao funcionamento do condutor:

• sobretensións;
• cambios de temperatura e/ou humidade.

Se se carga un aparello de 200 W con 100 W, o 50% do valor nominal devólvese á rede. Isto pode causar sobrecarga e falla de enerxía.

A vida útil do controlador está limitada pola vida útil do capacitor de suavizado. Co paso do tempo, o electrólito evapórase nel e o dispositivo falla.

Para prolongar o funcionamento do condutor, debe ser operado en cuartos con humidade normal (non alta) e conectado a unha rede con tensión de alta calidade sen sobretensións.

Como elixir un controlador para unha lámpada LED?

Cando se conectan a un estabilizador de corrente, os semicondutores reciben a potencia que necesitan e alcanzan as súas características nominais. A vida útil dos díodos depende da correcta selección do controlador. A que parámetros prestar atención:

• Poder. Determina a carga máxima permitida para a que está deseñado o dispositivo. Por exemplo, marcar (20×26)x1W significa que se poden conectar ao controlador de 20 a 26 LEDs ao mesmo tempo, cada un cunha potencia de 1 W.
• Intensidade e tensión (valores nominais). Os fabricantes indican este parámetro en cada LED, é para iso que se selecciona un controlador. Se a corrente nominal máxima é de 350 mA, debe conectarse unha fonte de alimentación de 300-330 mA. Tal rango de correntes de funcionamento permítelle garantir a vida útil da lámpada, proporcionada polo fabricante.
• Clase de protección. Depende deste indicador onde se poden usar exactamente as lámpadas: no exterior ou no interior. A clase de resistencia á humidade e estanqueidade indícase coas letras IP e exprésase en dous números. O primeiro díxito úsase para xulgar a protección contra fraccións sólidas (po, sucidade, area, xeo), o segundo – de medios líquidos. A clase de protección non indica a temperatura á que se pode utilizar a luminaria.
• Marco. O condutor pode ter unha caixa metálica perforada aberta ou pechada. No segundo caso, o dispositivo colócase nunha caixa metálica. Para uso doméstico, é adecuada unha caixa de plástico sen selar.
• Principio de funcionamento. A resistencia limitadora non elimina as flutuacións de tensión na rede e non protexe contra o ruído de impulso. O máis mínimo cambio na tensión leva a aumentos bruscos da corrente. Os reguladores lineais considéranse controladores pouco fiables e de baixa eficiencia, prefírense os circuítos de conmutación.

Como comprobar se funciona?

Para comprobar o controlador sen carga, abonda con aplicar 220 V á entrada do bloque. Se o dispositivo funciona correctamente, aparecerá unha tensión constante na saída. O seu valor será lixeiramente superior ao límite superior indicado na etiqueta do condutor. Se, por exemplo, o estabilizador ten un rango de 27-37 V, entón a saída debería ser duns 40 V. Para manter a corrente nun rango determinado, a medida que aumenta a resistencia de carga (tende ao infinito sen carga), a tensión tamén medra ata un certo límite. Este método de verificación é sinxelo e accesible, pero non nos permite sacar conclusións inequívocas sobre a funcionalidade do dispositivo ao 100%. Hai condutores que, despois de acenderse sen carga, non arrancan nin se comportan de forma incomprensible. Segunda opción de verificación:

1. Conecte unha resistencia á saída do controlador, escollendo a súa resistencia en función da lei de Ohm. Por exemplo, a potencia do controlador é de 20 W, a corrente de saída é de 600 mA, a tensión é de 25-35 V. A resistencia desexada será de 38-58 ohmios.
2. Seleccione unha resistencia do rango especificado e coa potencia adecuada. Aínda que sexa pequeno, isto é suficiente para a verificación.
3. Conecte unha resistencia e mida a tensión de saída cun comprobador. Se está dentro dos límites especificados, entón o controlador está a traballar definitivamente.

Ao buscar avarías, é necesario ter en conta o principio do deseño do circuíto. En circuítos lineais e de pulsos, as avarías pódense asociar a certos problemas. Posibles fallos:

• Nos estabilizadores lineais , úsase un par de resistencias cunha resistencia de 5 a 100 ohmios para protexer contra caídas de tensión. Un está na entrada da ponte de diodos, o segundo está na saída. Para reducir o parpadeo, acéndese un condensador-electrólito de máxima capacidade en paralelo coa carga. Os fallos do controlador lineal poden asociarse á queima dunha ou dúas resistencias de protección á vez.
• Nos conversores de corrente de pulso, os microcircuítos están protexidos contra sobrecarga, sobrequecemento e sobretensión e, en teoría, non poden romperse. De feito, calquera microcircuíto, especialmente nos controladores de fabricación chinesa, pode quedar inservible. O problema vén agravado polo feito de que moitos chips chineses son difíciles de atopar substitutos. Algúns deles non se poden atopar nin sequera en Internet.

Conexión

Conectar o controlador aos LED non causa dificultades aos usuarios, xa que existe a marcación necesaria no seu corpo. Como conectar o controlador:

1. Aplique tensión de entrada aos cables de entrada (INPUT).
2. Conecte os LED aos cables de saída (OUTPUT).

Ao conectar, observe a polaridade:

• Entrada polar (INPUT). Se o controlador está alimentado por tensión constante, conecte a saída “+” ao mesmo polo da fonte de enerxía. Se a tensión é AC, preste atención ás marcas dos cables de entrada. Hai dúas opcións:
  • “L” e “N”. Aplique a fase á saída “L” (atópaa cun desaparafusador indicador), a “N” – cero.
  • “~”, “AC” ou sen marca – non pode observar a polaridade.
• Saída polar (OUTPUT). Observe a polaridade en todo momento. Conecte o cable “+” ao ánodo do primeiro LED, “-” ao cátodo do último. Todos os semicondutores están conectados en serie: o ánodo do seguinte está unido ao cátodo do anterior.

Hai unha segunda opción para conectar os LED: varias cadeas que conteñen un número igual de díodos están conectadas en paralelo. Cando están conectados en serie, todos os elementos brillan igual, cunha versión paralela, as liñas poden ter un brillo diferente.

Como facer un controlador para unha lámpada LED coas túas propias mans?

O controlador pódese facer a partir dun cargador de teléfono antigo. Só é necesario facer pequenos cambios no chip. Este produto caseiro é suficiente para alimentar 3 LED cunha potencia de 1 W cada un. Considere paso a paso a montaxe do controlador desde o cargador do teléfono:

1. Retire a funda do cargador.
2. Usando un soldador, elimina a resistencia que limita a tensión subministrada ao teléfono.
3. No lugar da resistencia soldada, coloque unha resistencia de sintonía. Estableceo en 5.000 ohmios.
4. Soldar os LED en serie á canle de saída.
5. Dessolde as canles de entrada e solde no seu lugar un cable de alimentación de 220 V.
6. Comproba o funcionamento do circuíto configurando a tensión da resistencia co regulador para que os díodos queimen brillantes, pero non cambien de cores.

Ao realizar traballos de creación dun mergullador a partir dun cargador, debes respectar as normas de seguridade. Se tocas as partes espidas, podes sufrir unha forte descarga eléctrica.

O controlador tamén se pode construír desde cero. Para iso, necesitas un soldador, un probador, fíos e un estabilizador integral KR142EN12A (ou un análogo estranxeiro – LM317), que se pode mercar en calquera tenda especializada por rublos 20. Os parámetros do microcircuíto adquirido son 40 V e Corriente de 1,5 A. Ten incorporada protección contra sobrecarga, sobrequecemento e curtocircuíto. O microcircuíto estabiliza a tensión e o controlador iguala a corrente, polo que terás que facer cambios no circuíto estándar para conectar o microcircuíto. Condutor nun estabilizador integrado:
neste caso, a tarefa do microcircuíto é a de regular, polo que a corrente manterase no nivel requirido. O valor actual está determinado pola resistencia da resistencia R1. O seu valor nominal calcúlase mediante a fórmula: R = 1,2 / I, onde:

• R – resistencia, Ohm;
• I – actual, A.

Orde de construción do controlador:

1. Montar un regulador de corrente de 9,9 V cunha corrente de 300 mA. Entón R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 ohmios. Potencia da resistencia – a partir de 4 watts. Podes levar as resistencias que se usan nos televisores. Tamén se poden mercar nas tendas. A potencia destes elementos é de 2 W, a resistencia é de 1-2 ohmios.
2. Conectar resistencias en serie. A súa resistencia sumarase e será igual a 2-4 ohmios.
3. Conecte o chip ao disipador de calor e conecte un circuíto de díodos conectados en serie á saída do controlador. Observe a polaridade ao conectar os LED.
4. Aplique unha tensión constante de 12-40 V á entrada (o dispositivo está deseñado para 9,9 V, polo que o tomamos cunha marxe). Non paga a pena superar o valor límite: o microcircuíto pode queimarse. É posible que a tensión subministrada non estea estabilizada. Podes usar unha batería de coche, unha fonte de alimentación de portátil ou un transformador reductor cunha ponte de diodos. Conecte o controlador, observe a polaridade: o traballo está feito.

Grazas aos condutores, é posible non só mellorar o rendemento das lámpadas LED, senón tamén garantir o seu funcionamento prolongado e ininterrompido. Tendo en conta o custo das luminarias LED, o uso de controladores convértese nunha solución rendible.