העיצוב ועיקרון הפעולה של מנהלי התקנים עבור מנורות LED

מנהלי התקנים הם מכשירים מיוחדים המבטיחים פעולה יציבה של מנורות LED. בלעדיהם, דיודות אינן יציבות ונכשלות במהירות. נלמד כיצד מסודרים הנהגים וכיצד הם פועלים.

למה דרייבר LED?

נוריות LED הן הרבה יותר חסכוניות באנרגיה ומחזיקות מעמד זמן רב יותר מנורות ליבון. הן יכולות לעבוד במשך שנים ולצרוך פי כמה פחות חשמל מנורות רגילות, בעלות אספקת חשמל יציבה, עליה אחראי הנהג.
נוריות LED רגישות מאוד למתח המסופק לכניסות שלהן. הם לא מפחדים מערכים נמוכים יותר, אבל מתחים וזרמים מוגברים יכולים לא רק להפחית באופן משמעותי את המשאב של מוליכים למחצה, אלא גם להשבית אותם. המשימה של הנהג היא לספק לנוריות עם זרם יציב. דרייבר למנורות לד – ספק כוח. זהו מעגל אלקטרוני, שהמוצא שלו הוא זרם קבוע של ערך נתון.

על מנת שאלמנטים לד יפעלו לאורך זמן וביעילות, יישרפו בבהירות וללא הבהוב, חייב לזרום דרך הנוריות זרם בעל ערך כזה המצוין בדף הנתונים הטכני של האלמנט המוליך למחצה.

מנהלי התקן LED המוצעים על ידי היצרנים מיועדים למתחים של 10, 12, 24, 220 וולט ולזרמים ישרים של 350 mA, 700 mA, 1 A. בדרך כלל דרייברים מיוצרים עבור מתקנים ספציפיים, אך ישנם גם מכשירים אוניברסליים במבצע המתאימים לרוב. LED- פריטי מותגים מוכרים. מייצבים נוכחיים משמשים ב:

• מערכות תאורת רחוב ובית;
• מנורות משרדיות שולחניות;
• פסי לד ותאורה דקורטיבית.

מנהלי התקנים משנים את הבהירות והצבע של הנוריות. זה נעשה באמצעות הכפתורים או השלט הרחוק. מנורת LED ללא דרייבר אינה יציבה ומסכנת כישלון מהיר.

עקרון הפעולה

מתח מופעל על הקלט של מנהל ה-LED, שיכול להשתנות. הזרם עובר דרך ההתנגדויות R1 ו-R3, רוכש את הערך הרצוי, והקבל C1 קובע את התדר שלו. זרם חילופין, רכישת הפרמטרים שנקבעו, נכנס לגשר הדיודה. עובר דרך מיישר זה, הזרם מומר מחילופין לישיר. יתר על כן, הפרמטרים שלו מותאמים על ידי נגדים R2 ו-R4 והקבלים C2. בדרך זו, הדיוק המרבי של פרמטרי זרם הפלט מושג. דיאגרמת מעגלים חשמליים של המכשיר:

סוגי נהגים לפי עקרון הפעולה

כל הדרייברים עבור נוריות LED מחולקים לליניאריים ופולסים. לכל קבוצה יש את היתרונות, החסרונות וההמלצות שלה לשימוש. השוואה בין ממיר זרם ליניארי ודופק:

ליניארי

בהתבסס על המעגל הליניארי, נוצרים הדרייברים הפשוטים ביותר עבור מנורת LED. כאלמנט ייצוב, נעשה שימוש בנגד מגביל עם התנגדות משתנה. בנהג תעשייתי, ה”מנוע” של הנגד נשלט לא על ידי אדם, אלא על ידי אלקטרוניקה. אם המתח עולה לערכים קריטיים, גם הזרם מתחיל לגדול, וכאשר הוא מגיע לערך לא מקובל, הנורית מתחממת יתר על המידה ובעקבות כך נהרסת. במעגלים מורכבים יותר משתמשים בטרנזיסטורים לוויסות הזרם. החיסרון של המעגל הליניארי הוא הפסדי כוח גדולים, שכן עם הגדלת המתח, הפיזור חסר התועלת שלו גדל. חסרון דומה מותר למעט מנורות בעלות הספק נמוך. עבור נוריות LED מרובות וואט, תוכניות כאלה אינן מתאימות. היתרונות של ערכת ייצוב ליניארית:

• עיצוב פשוט;
• זול;
• אמינות מספקת (בהספק עומס נמוך).

מייצב ליניארי:

דוֹפֶק

האפשרות השנייה היא ייצוב דחפים. לאחר הפעלת כפתור KH, הקבל C נטען. לאחר פתיחת המגעים של הכפתור, הוא מתחיל לפרוק, נותן חשמל לאלמנט המוליך למחצה. ווסת המיתוג הפשוט ביותר:
בעוד הקבל פולט אנרגיה, הדיודה פולטת אור. ככל שמתח הכניסה גבוה יותר, זמן הטעינה קצר יותר. לחיצה ושחרור של הכפתור שומרת על הזוהר. עקרון הפעולה הזה נקרא אפנון רוחב הדופק. עשרות ואף אלפי פעולות מתרחשות בשנייה.

סוגי דרייברים לפי סוג עיצוב

דרייברים לאלמנטים LED הם מעגל אלקטרוני קטן המורכב מנגדים, קבלים ודיודות מוליכים למחצה המוצבים על הלוח. מכשירים המייצבים את הזרם עבור נוריות LED זמינים ב-2 גרסאות:

• בגוף הספינה. זוהי האפשרות הנפוצה ביותר. העלות של מכשיר כזה גבוהה יותר. היתרון העיקרי שלו הוא הגנה על אלמנטים מבניים מפני לחות ואבק.
• בלי גוף. השימוש בהם מוצדק רק להתקנה נסתרת. הם זולים יותר מאשר אנלוגים למארזים.

לפי התכנון, הממירים מחולקים לשלוש קבוצות.

אֶלֶקטרוֹנִי

בממיר אלקטרוני, טרנזיסטור אחראי על תיקון הזרם. המשימה שלו היא לפרוק את מיקרו-מעגל הבקרה. כדי להחליק את האדוות ככל האפשר, מותקן קבל במוצא המעגל.
מכשירים אלקטרוניים יקרים, אך מייצבים את הזרם עד למקסימום של 750 mA. הדרייברים העדכניים ביותר מסוג זה מותקנים בדרך כלל על מנורות עם בסיס E27. החסרונות העיקריים הם אדוות והפרעות בטווח התדרים הגבוהים. אם מכשירי חשמל ביתיים, כגון רדיו, מחוברים לאותו שקע עם המנורה, מתרחשת הפרעות בתדרי FM. . לנהג אלקטרוני טוב צריכים להיות שני קבלים בו זמנית:

• אלקטרוליטי, אשר מחליק פעימות;
• קרמיקה, המורידה תדרים גבוהים.

שילוב זה נדיר, במיוחד בנהגים מתוצרת סין. משתמשים בעלי ידע ב-IC יכולים לקבל את פרמטרי הפלט של מנהל ההתקן על ידי שינוי ערכי הנגדים. בשל היעילות הגבוהה – כ-95% – משתמשים בדרייברים אלקטרוניים למגוון מטרות (כדי להבטיח את פעולתן של מנורות לד לרכב, תאורת רחוב ובית).

מבוסס על קבלים

דרייברים המבוססים על שימוש בקבלים הם מעט פחות פופולריים. כמעט לכל מעגלי מנורת LED תקציביים עם מכשירים כאלה יש מאפיינים דומים.
עקב שינויים שבוצעו על ידי יצרנים במעגלים חשמליים, ייתכן שחלק מהאלמנטים יוסרו מהם. לעתים קרובות במיוחד אין להם קבל שאחראי על החלקת אדוות. היתרונות של דרייברים של קבלים:

• פשטות העיצוב;
• היעילות נוטה ל-100%, שכן הפסדי הספק נצפים רק נגדים וצמתים של אלמנטים מוליכים למחצה.

לפי GOST, שיעור האדוות המותר הוא 10-20% ותלוי במטרת החדר בו פועל מכשיר התאורה.

ניתן לעמעום

דימר הוא מכשיר השולט בבהירות של נוריות LED. מנהלי התקנים מודרניים רבים משלבים את התכונות השימושיות הללו.
יתרונות של דרייברים ניתנים לעמעום:

• המשתמש בוחר את רמת התאורה הנוחה לרגע הנוכחי;
• הכללת דימר במייצב הזרם מאפשר לך לצרוך חסכוני הן חשמל והן את חיי הנוריות.

אפשרויות ביצוע:

• מכשיר העמעום ממוקם בין ספק הכוח למנורת LED. מכשיר כזה שולט בחשמל המסופק ללדים. בדרך כלל אלו מייצבי רוחב הדופק (PWM) שמתקנים את כמות הזרם.
• המכשיר שולט באספקת החשמל. הוא מבצע תיקון נוכחי. הבהירות והצבע של הדיודות משתנים.

לכל החיים

משך הפעולה הנכונה של הנהג תלוי באיכותו ובתנאי הפעולה שלו. אבל אפילו למכשיר האיכותי ביותר יש משאב קטן בהרבה מהנוריות המחוברות אליו. אלמנטים לד של מותגים ידועים מחזיקים מעמד כ-100,000 שעות. זמן הפעלה משוער של הנהג:

• איכות נמוכה – עד 20,000 שעות;
• ממוצע – עד 50,000 שעות;
• גבוה – עד 70,000 שעות.

לייצור ולרחוב, מומלץ לקחת נהגים עם חיי שירות ארוכים.

משך המייצב הנוכחי עבור נוריות LED מושפע מגורמים חיצוניים. מנהל ההתקן עלול להיכשל מהסיבות הבאות:

• לחות גבוהה בחדר, שאינה תואמת את מידת ההגנה של המכשיר;
• שינויי טמפרטורה חדים;
• אוורור לקוי;
• חישוב עוצמת עומס שגוי.

לרוב, הנהג מתקלקל בגלל הקבל – הוא נכשל במהלך נחשולי מתח ברשת.

איך בוחרים נהג?

רוב הדרייברים של תאורת LED הנמכרים בשוק המקומי מיוצרים בסין, זולים ואינם באיכות גבוהה. במנהלי מנורת LED סינית, לעתים קרובות מוצאים מיקרו-מעגלים פגומים, לא מומלץ לקנות אותם. מכשיר כזה נכשל במהירות, ולא סביר שניתן יהיה להחליף אותו לחדש או להחזיר את הכסף. טיפים לבחירת דרייבר לד:

• קח את המייצב הנוכחי יחד עם העומס.
• שקול את כוח העומס שיחובר לנהג.
• שימו לב לגוף. זה צריך לציין את ההספק, טווחי המתח (קלט ופלט), הערך הנומינלי של הזרם המיוצב, מעמד ההתנגדות ללחות ואבק.

כוח נהג מקסימלי

מתח המוצא תלוי במספר הדיודות במעגל ובתכנית הכללתן. זה חייב להיות גדול או שווה לסכום האנרגיה שמוציא כל בלוק של המעגל החשמלי. הזרם המדורג נקבע על פי כוחם של האלמנטים והבהירות שלהם. מטרת המייצב היא לספק לדיודות את האנרגיה הדרושה. העוצמה הכוללת של הנוריות נקבעת לפי הפרמטרים של כל אלמנט, מספרם וצבעם. כמות האנרגיה הנצרכת מחושבת לפי הנוסחה: P = PLED x N, כאשר N הוא מספר הדיודות במעגל, PLED הוא הספק של דיודה אחת. הערך הנומינלי נלקח 20-30% יותר מההספק המחושב: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. גם צבע הזוהר של האלמנטים נלקח בחשבון. זה משפיע על מתח המוצא. זה מצוין ישירות על המכשיר או על האריזה. לדוגמה, יש שלוש נוריות 3W. אז ההספק הכולל הוא 9 וואט. דרייבר מומלץ Pmax = 9 x 1.3 = 11.7 וואט.

מחיר

דרייברים לתאורת לד נמכרים בחנויות חשמל, באינטרנט, בחנויות קמעונאיות העוסקות ברכיבי רדיו. קנייה באינטרנט היא הזולה ביותר.
מחירים משוערים עבור מייצבים נוכחיים:

• DC12V (הספק 18 וולט, מתח כניסה 12 וולט, פלט 100-240 וולט) – 190 רובל;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 רובל;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 רובל;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 רובל.

המיקרו-מעגל PT4115 – ממיר דולר – עולה 150 רובל לחתיכה. אלמנטים חזקים יותר עולים בין 150 לכמה אלפי רובלים.

דמויות אחרות

בעת רכישת נהג, שימו לב למאפיינים הבאים:

• מתח מוצא. ערכו תלוי במספר נוריות הלד במנורה, בשיטת אספקת החשמל ובמפלת המתח על פני המוליכים למחצה. ישנם מכשירים בשוק עם מתחים מ-2 עד 50 וולט ויותר.
• זרם מדורג. זה אמור להספיק כדי לספק בהירות אופטימלית.
• צבע LED. זה משפיע על ירידת המתח.

התלות של פרמטרים חשמליים בצבע של נוריות:

אם למקור האור יש שלוש נוריות אור לבן של 1W המחוברות בסדרה, תזדקק לדרייבר עם מתח של 9-12 וולט וזרם של 350 mA. ירידת המתח על גבי גבישים לבנים היא 3.3 V. כאשר מחוברים בסדרה, המתחים מסוכמים. מתברר 9.9 V, אשר מספק את טווח הפעולה של הנהג. בהתאם לשינוי, התקנים משמשים למספר מסוים של נוריות – אחד, שניים או יותר.

בחיי היומיום ועבור phytolamps, מומלץ להשתמש בנהגים במקרים. הם אסתטיים ובטוחים יותר מאלה חסרי מסגרת.

לדוגמה, דרייברים לד עם שבב 9918c במנורת LED מתאימים להנעת מנורות שאינן ניתנות לעמעום ותומכים בהספק של עד 25W.

חיבור לנהג

את הדרייבר די פשוט לחיבור לנוריות. על גופו יש את כל הסימונים הדרושים. מתח כניסה מופעל על מסופי הכניסה (INPUT), ושרשרת של נוריות מחוברת למסופי המוצא (OUTPUT). העיקר הוא להתבונן בקוטביות.

קוטביות קלט

אם הנהג מופעל על ידי מתח קבוע, הקוטב החיובי של מקור הכוח מחובר למסוף “+” שלו. עבור מתח AC, שימו לב לתיוג של מסופי הקלט. אפשרויות סימון:

• “L” ו-“N”. החל שלב על פלט “L”. אתה יכול למצוא אותו עם מברג חשמלי מיוחד. חבר את החוט הנייטרלי למסוף “N”.
• “~”, “AC” או ללא סימון. במקרה זה, הקוטביות אינה חשובה, אתה לא יכול לצפות בה.

קוטביות פלט

יש להקפיד כאן תמיד על קוטביות. חוט ה”פלוס” מחובר לאנודה של אלמנט המוליך למחצה הראשון, חוט ה”מינוס” מחובר לקתודה של הדיודה האחרונה. חיבור דרייבר:
מעגל נהג מנורת LED 220/12V (מתח כניסה/פלט):

תיקון דרייברים של מנורות לד

אם הרגולטור הנוכחי מאבד את יכולתו לבצע את תפקידיו, הדבר עלול להוביל לנזק לנוריות. חשוב לזהות את ההתמוטטות בזמן. כדי לבדוק את מנהל ההתקן של מנורת LED, מופעל על הקלט שלו 220 V. מתח קבוע צריך להופיע בפלט של דרייבר עובד. יתרה מכך, ערכו יהיה מעט יותר גדול מהטווח העליון המצוין על אריזת המכשיר. שיטה זו פשוטה ליישום, אך אינה מאפשרת לשפוט את תקינות המכשיר. כדי לבדוק אם מנהל ההתקן תקין, בצע את הפעולות הבאות:

1. התקן נגד במוצא המייצב הנוכחי. ההתנגדות שלו נבחרת תוך התחשבות בזרם הנתון. נקבע לפי חוק אוהם: R=U/I.
2. קח נגד עם ההתנגדות המחושבת וההספק המתאים.
3. לאחר התקנת הנגד, מדוד את מתח המוצא באמצעות בודק. אם הוא לא חורג מטווח הפעולה, המכשיר פועל כהלכה.

הדרך השנייה לחפש כשלים בנהגים:

1. אם למכשיר יש נתיך, צלצל. הבודק צריך להראות שההתנגדות היא אפס. אם ההתנגדות נוטה לאינסוף, החלף את הפתיל. אם המנורה נדלקת לאחר הפעלת הרשת, התיקון הסתיים.
2. אם הפתיל לא נשבר, חפש תקלה נוספת. בדוק את גשר הדיודה.
3. אם המיישר תקין, תצטרך לבטל את הלחמת קבל ההחלקה ולצלצל. התנגדות קטנה, הגדלה לנגד עינינו, מעידה על יכולת השירות של הקבל.
4. עבור מנהל התקן פשוט, בדיקות אלו יספיקו כדי למצוא את מקור הבעיה. במייצב זרם מורכב, תצטרך לצלצל לכל הדיודות והקבלים האלקטרוליטיים.

כאשר מנסים למצוא התמוטטות, שקול את עקרון הפעולה של המעגל:

• ליניארי. בדרייברים כאלה, ההגנה מפני נפילות מתח מתבצעת באמצעות נגדים של 5-100 אוהם. התנגדות אחת מונחת בכניסה של המיישר (גשר דיודה). כדי להפחית את הבהוב, קבל אלקטרוליטי גדול מחובר במקביל לעומס.
• דוֹפֶק. בממירים אלו ישנם מיקרו-מעגלים בעלי הגנה מפני כל האיומים – התחממות יתר, עומסי יתר ומתחי יתר. הם לא צריכים להישבר, אבל הכל קורה עם נהגים סינים.

הבעיה של תיקון דרייברים טמונה בקושי לבחור את המיקרו-מעגלים הנכונים. במיוחד אם המייצב מיוצר בסין. אם אף שיטה לא מאפשרת לך למצוא את הסיבות להתמוטטות המייצב הנוכחי, תצטרך לפנות למומחה. או לקנות דרייבר אחר.

הבדלים מספקי כוח

מנהל התקן משתמשים רבים מתקשרים בטעות לספק הכוח. למעשה, מדובר במכשירים שונים. ספק הכוח מייצב את המתח, את הדרייבר – את הזרם. אם הנוריות מחוברות למקור מתח שגוי, הן נכשלות במהירות. ספק הכוח יכול להיות:

• שַׁנַאי. הם נדירים היום, שכן מבחינות רבות הם מפסידים למתחרים שלהם. בלוק השנאי עושה 12 או 24 וולט ממתח של 220 וולט. ואז מתח החילופין מתוקן לכיוון. זה מוחל על העומס.
• דוֹפֶק. בהם, המתח מיושר מיד – 220 V AC מומר ל-220 V DC. אחר כך הוא עובר למחולל הפולסים, שיוצר מתח חילופין בתדר גבוה. האלמנט האחרון הוא השנאי.

שני ספקי הכוח מוציאים מתח קבוע באותו גודל. מכשירים כאלה אינם מתאימים לנוריות, מכיוון שהם “מופעלים” על ידי זרם חשמלי. ונפילת המתח על פני מוליכים למחצה היא רק אחד מהמאפיינים שלהם. אם כתובים פרמטרים על ה-LED, למשל, 10 mA ו-2.7 V, זה אומר שלא ניתן להעביר דרכו יותר מהאמפר המצוין – זה ישרף. עם מעבר זרם של 10 mA, 2.7 V אובדים על המוליך למחצה. זה בדיוק ההפסד, ולא המתח הנדרש להדלקת הנוריות.

איך לעשות דרייבר LED ליניארי במו ידיך?

לאחר מיקרו-מעגלים מוכנים, כל חובב רדיו מתחיל יכול להרכיב דרייבר עבור נוריות LED. עבור העבודה הזו, אתה צריך להיות מסוגל לעשות שני דברים – לקרוא דיאגרמות מעגלים חשמליים ולהחזיק מלחם. לדוגמה, ניתן להרכיב מייצב זרם עבור נוריות LED של 3 W באמצעות שבב PowTech – PT4115 (סין). לממיר, שנוצר על בסיס מיקרו-מעגל זה, יש מינימום אלמנטים ויעילות גבוהה. ממיר הזרם הפשוט ביותר מורכב אפילו ממטען טלפון. להלן הוראה להרכבת דרייבר לשלוש נוריות LED של 1W. לעבודה תצטרך:

• מטען ישן לטלפון נייד. לדוגמה, מסמסונג – הם אמינים יותר. פרמטרים של מכשיר – 5 V ו-700 mA.
• נגד גוזם בעל התנגדות של 10 קילו אוהם.
• שלושה אלמנטי LED בהספק של 1 W.
• כבל עם תקע.

כיצד להרכיב את הדרייבר:

1. לפרק את המטען, להיזהר לא לפגוע באלמנטים שלו.
2. השתמש במגהץ כדי להלחים נגד 5 kΩ בכניסה. החלף אותו בנגד מתכוונן.
3. קבע את הפלט עבור העומס והקוטביות כדי להלחים כראוי את הנוריות. הם מורכבים מראש במעגל טורי.
4. הסר את המגעים מהכבל ושם שם חוט עם תקע. לפני בדיקה אם המייצב פועל, ודא שהכל מחובר כהלכה. אם אתה עושה טעות, עלול להיות קצר חשמלי.
5. כוונן את הזרם באמצעות הגוזם כך שהנוריות ידלקו.
6. אם האלמנטים פולטי האור דולקים, בדוק את המתח, הזרם, הכוח באמצעות בודק.

אם הנוריות דולקות, אין ניצוץ או עשן, ההרכבה עברה טוב – ה-DIY שלך מוכן. השימוש בנהג שנבחר כהלכה הוא תנאי חשוב לפעולה איכותית וארוכת טווח של ספקי כוח LED. האפשרות האמינה ביותר היא לקנות מכשיר ממותג יחד עם מנורות LED. אם אתה מבין במעגלים ו”חברים” עם מלחם, אתה תמיד יכול להרכיב דרייבר מתאים לאלמנטים LED.