Dizajn i princip rada upravljačkih programa za LED svjetiljke

Vozači su posebni uređaji koji osiguravaju stabilan rad LED svjetiljki. Bez njih, diode su nestabilne i brzo kvare. Naučit ćemo kako su vozači raspoređeni i kako funkcioniraju.

Zašto LED drajver?

LED diode su puno energetski učinkovitije i traju duže od žarulja sa žarnom niti. Mogu raditi godinama i troše nekoliko puta manje električne energije od klasičnih žarulja, uz stabilno napajanje za koje je odgovoran vozač.
LED diode su vrlo osjetljive na snagu koja se dovodi na njihove ulaze. Ne boje se nižih vrijednosti, ali povećani naponi i struje mogu ne samo značajno smanjiti resurs poluvodiča, već ih i onemogućiti. Zadatak vozača je osigurati LED diodama stabilnu struju. Driver za LED lampe – napajanje. To je elektronički krug čiji je izlaz konstantna struja zadane vrijednosti.

Kako bi LED elementi radili dugo i učinkovito, svijetlili svijetlo i bez treperenja, kroz LED diode mora teći struja takve vrijednosti koja je navedena u tehničkom listu poluvodičkog elementa.

LED drajveri koje nude proizvođači dizajnirani su za napone od 10, 12, 24, 220 V i istosmjerne struje od 350 mA, 700 mA, 1 A. Obično se drajveri izrađuju za specifična svjetla, ali u prodaji postoje i univerzalni uređaji koji odgovaraju većina LED artikala poznatih marki. Stabilizatori struje koriste se u:

• sustavi ulične i kućne rasvjete;
• stolne uredske svjetiljke;
• LED trake i dekorativna rasvjeta.

Vozači mijenjaju svjetlinu i boju LED dioda. To se radi pomoću gumba ili daljinskog upravljača. LED svjetiljka bez pokretača je nestabilna i postoji opasnost od brzog kvara.

Princip rada

Napon se primjenjuje na ulaz LED drajvera, koji može varirati. Struja prolazi kroz otpore R1 i R3, poprimajući željenu vrijednost, a kondenzator C1 postavlja svoju frekvenciju. Izmjenična struja, stječući postavljene parametre, ulazi u diodni most. Prolaskom kroz ovaj ispravljač struja se pretvara iz izmjenične u istosmjernu. Nadalje, njegovi parametri se podešavaju pomoću otpornika R2 i R4 i kondenzatora C2. Na taj način se postiže maksimalna točnost parametara izlazne struje. Dijagram električnog kruga uređaja:

Vrste pokretača prema principu rada

Svi upravljački programi za LED diode podijeljeni su na linearne i impulsne. Svaka skupina ima svoje prednosti, nedostatke i preporuke za korištenje. Usporedba linearnog i pulsnog pretvarača struje:

Linearno

Na temelju linearnog kruga stvaraju se najjednostavniji pokretački programi za LED svjetiljku. Kao stabilizacijski element koristi se granični otpornik s promjenjivim otporom. U industrijskom pokretaču, “motorom” otpornika upravlja ne osoba, već elektronika. Ako napon poraste do kritičnih vrijednosti, struja također počinje rasti, a kada dosegne neprihvatljivu vrijednost, LED se pregrijava i naknadno uništava. U složenijim sklopovima tranzistori se koriste za regulaciju struje. Nedostatak linearnog kruga su veliki gubici snage, jer se s povećanjem napona povećava njegova beskorisna disipacija. Sličan nedostatak je dopušten osim za svjetiljke male snage. Za LED diode s više vata takve sheme nisu prikladne. Prednosti sheme linearne stabilizacije:

• jednostavan dizajn;
• niska cijena;
• dovoljna pouzdanost (pri maloj snazi ​​opterećenja).

Linearni stabilizator:

Puls

Druga opcija je stabilizacija impulsa. Nakon uključivanja tipke KH, kondenzator C se puni. Nakon otvaranja kontakata gumba, počinje se prazniti, dajući električnu energiju poluvodičkom elementu. Najjednostavniji sklopni regulator:
Dok kondenzator odaje energiju, dioda emitira svjetlost. Što je veći ulazni napon, to je kraće vrijeme punjenja. Pritiskom i otpuštanjem gumba održava se sjaj. Ovaj princip rada naziva se modulacija širine impulsa. U sekundi se dese deseci, pa čak i tisuće operacija.

Vrste upravljačkih programa prema vrsti dizajna

Driveri za LED elemente su mali elektronički krug sastavljeni od otpornika, kondenzatora i poluvodičkih dioda smještenih na ploči. Uređaji koji stabiliziraju struju za LED diode dostupni su u 2 verzije:

• U korpusu. Ovo je najčešća opcija. Trošak takvog uređaja je veći. Njegova glavna prednost je zaštita strukturnih elemenata od vlage i prašine.
• Bez tijela. Njihova uporaba opravdana je samo za skrivenu ugradnju. Oni su jeftiniji od analoga kućišta.

Prema izvedbi pretvarači se dijele u tri skupine.

Elektronička

U elektroničkom pretvaraču, tranzistor je odgovoran za korekciju struje. Njegov zadatak je rasteretiti upravljački mikro krug. Kako bi se što više izgladilo valovitost, na izlazu kruga ugrađen je kondenzator.
Elektronički uređaji su skupi, ali stabiliziraju struju do maksimalno 750 mA. Najnoviji upravljački programi ove vrste obično se instaliraju na svjetiljke s bazom E27. Glavni nedostaci su valovitost i smetnje u visokofrekventnom području. Ako su kućanski uređaji, poput radija, uključeni u istu utičnicu sa lampom, dolazi do smetnji na FM frekvencijama. . Dobar elektronički drajver trebao bi imati dva kondenzatora odjednom:

• elektrolitički, koji izglađuje pulsacije;
• keramika, koja snižava visoke frekvencije.

Ova kombinacija je rijetka, posebno kod pokretača kineske proizvodnje. Korisnici koji poznaju IC mogu dobiti izlazne parametre upravljačkog programa promjenom vrijednosti otpornika. Zbog visoke učinkovitosti – oko 95% – elektronički upravljački programi koriste se u razne svrhe (za osiguravanje rada automobilskih LED svjetiljki, ulične i kućanske rasvjete).

Na temelju kondenzatora

Pokretači koji se temelje na korištenju kondenzatora su nešto manje popularni. Gotovo svi krugovi proračunskih LED svjetiljki s takvim uređajima imaju slične karakteristike.
Zbog promjena koje su proizvođači napravili na električnim krugovima, neki elementi mogu biti uklonjeni iz njih. Osobito često nemaju kondenzator odgovoran za izglađivanje valova. Prednosti pogona kondenzatora:

• jednostavnost dizajna;
• Učinkovitost teži 100%, budući da se gubici snage opažaju samo u otpornicima i spojevima poluvodičkih elemenata.

Prema GOST-u, dopuštena stopa valovitosti je 10-20% i ovisi o namjeni prostorije u kojoj radi rasvjetni uređaj.

Mogućnost prigušivanja

Dimer je uređaj koji kontrolira svjetlinu LED dioda. Mnogi moderni upravljački programi uključuju ove korisne značajke.
Prednosti dimabilnih drajvera:

• korisnik odabire razinu osvjetljenja koja je ugodna za trenutni trenutak;
• uključivanje dimmera u strujne stabilizatore omogućuje ekonomičnu potrošnju električne energije i vijek trajanja LED-a.

Mogućnosti izvedbe:

• Uređaj za prigušivanje nalazi se između napajanja i LED svjetiljke. Takav uređaj kontrolira električnu energiju koja se isporučuje LED diodama. Obično su to stabilizatori širine impulsa (PWM) koji korigiraju količinu struje.
• Uređaj kontrolira napajanje. Izvodi trenutnu korekciju. Mijenja se svjetlina i boja dioda.

Doživotno

Trajanje ispravnog rada drajvera ovisi o njegovoj kvaliteti i uvjetima rada. Ali čak i najkvalitetniji uređaj ima puno manji resurs od LED dioda povezanih s njim. LED elementi poznatih marki traju oko 100.000 sati. Procijenjeno vrijeme rada vozača:

• niske kvalitete – do 20 000 sati;
• prosječno – do 50 000 sati;
• visoka – do 70 000 sati.

Za proizvodnju i ulicu, preporuča se uzeti vozače s dugim vijekom trajanja.

Na trajanje stabilizatora struje za LED diode utječu vanjski čimbenici. Upravljački program može pogriješiti iz sljedećih razloga:

• visoka vlažnost u prostoriji, koja ne odgovara stupnju zaštite uređaja;
• oštre promjene temperature;
• loša ventilacija;
• pogrešan izračun snage opterećenja.

Najčešće se upravljački program pokvari zbog kondenzatora – kvari se tijekom strujnih udara u mreži.

Kako odabrati vozača?

Većina pogona za LED rasvjetu koji se prodaju na domaćem tržištu proizvedeni su u Kini, jeftini su i nisu visoke kvalitete. U kineskim drajverima za LED svjetiljke često se nalaze neispravni mikro krugovi, ne preporučuje se njihova kupnja. Takav uređaj brzo ne uspije i malo je vjerojatno da će ga biti moguće zamijeniti za novi ili vratiti novac. Savjeti za odabir LED upravljačkog programa:

• Uzmite trenutni stabilizator zajedno s opterećenjem.
• Uzmite u obzir snagu opterećenja koja će biti spojena na pokretački program.
• Obratite pozornost na tijelo. Treba navesti snagu, raspone napona (ulazni i izlazni), nazivnu vrijednost stabilizirane struje, klasu otpornosti na vlagu i prašinu.

Maksimalna snaga vozača

Izlazni napon ovisi o broju dioda u krugu io shemi njihovog uključivanja. Mora biti veća ili jednaka zbroju energije koju potroši svaki blok električnog kruga. Nazivna struja određena je snagom elemenata i njihovom svjetlinom. Svrha stabilizatora je osigurati diodama potrebnu energiju. Ukupna snaga LED dioda određena je parametrima svakog elementa, njihovim brojem i bojom. Količina potrošene energije izračunava se prema formuli: P = PLED x N, gdje je N broj dioda u krugu, PLED je snaga jedne diode. Nazivna vrijednost se uzima za 20-30% više od izračunate snage: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Također se uzima u obzir boja sjaja elemenata. Utječe na izlazni napon. Označeno je izravno na uređaju ili pakiranju. Na primjer, postoje tri LED diode od 3W. Tada je ukupna snaga 9 vata. Preporučeni pokretač Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 vata.

Cijena

Driveri za LED rasvjetu prodaju se u trgovinama elektrotehnikom, na internetu, u maloprodajnim objektima koji se bave radio komponentama. Kupnja preko interneta je najjeftinija.
Približne cijene za trenutne stabilizatore:

• DC12V (snaga 18 W, ulazni napon 12 V, izlaz 100-240 V) – 190 rubalja;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 rubalja;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 rubalja;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 rubalja.

Mikro krug PT4115 – pretvarač dolara – košta 150 rubalja po komadu. Snažniji elementi koštaju od 150 do nekoliko tisuća rubalja.

Ostale karakteristike

Pri kupnji vozača obratite pozornost na sljedeće karakteristike:

• Izlazni napon. Njegova vrijednost ovisi o broju LED dioda u rasvjetnom tijelu, o načinu napajanja i o padu napona na poluvodičima. Na tržištu postoje uređaji s naponima od 2 do 50 V i više.
• Nazivna struja. Trebao bi biti dovoljan za optimalnu svjetlinu.
• LED boja. Utječe na pad napona.

Ovisnost električnih parametara o boji LED dioda:

Ako izvor svjetla ima tri serijski spojene LED diode bijele svjetlosti od 1 W, trebat će vam upravljački program s naponom od 9-12 V i strujom od 350 mA. Pad napona na bijelim kristalima je 3,3 V. Kada su spojeni u seriju, naponi se zbrajaju. Ispada 9,9 V, što zadovoljava radni raspon vozača. Ovisno o modifikaciji, uređaji se koriste za određeni broj LED dioda – jedan, dva ili više.

U svakodnevnom životu i za fitolampe preporuča se koristiti drajvere u kućištima. Oni su estetskiji i sigurniji od onih bez okvira.

Na primjer, LED pogonski programi s 9918c čipom u LED svjetiljci prikladni su za pokretanje svjetiljki bez mogućnosti prigušivanja i podržavaju snagu do 25 W.

Veza vozača

Driver je prilično jednostavan za spajanje na LED diode. Na njegovom tijelu nalaze se sve potrebne oznake. Ulazni napon se dovodi na ulazne priključke (INPUT), a niz LED dioda spojen je na izlazne priključke (OUTPUT). Glavna stvar je promatrati polaritet.

Ulazni polaritet

Ako se pogon napaja konstantnim naponom, pozitivni pol izvora napajanja spojen je na njegov “+” terminal. Za izmjenični napon obratite pozornost na oznaku ulaznih priključaka. Mogućnosti označavanja:

• “L” i “N”. Primijenite fazu na izlaz “L”. Možete ga pronaći posebnim električnim odvijačem. Spojite neutralnu žicu na terminal “N”.
• “~”, “AC” ili bez oznake. U ovom slučaju polaritet nije važan, ne možete ga promatrati.

Izlazni polaritet

Ovdje se uvijek mora poštivati ​​polaritet. Žica “plus” spojena je na anodu prvog poluvodičkog elementa, žica “minus” spojena je na katodu zadnje diode. Priključak drajvera:
220/12V LED lampica drajverski krug (ulazni/izlazni napon):

Popravak drajvera za LED svjetiljke

Ako regulator struje izgubi sposobnost obavljanja svojih funkcija, to može dovesti do oštećenja LED dioda. Važno je identificirati kvar na vrijeme. Za testiranje upravljačkog programa LED svjetiljke, na njegov ulaz se dovodi 220 V. Na izlazu radnog pokretača trebao bi se pojaviti konstantan napon. Štoviše, njegova će vrijednost biti malo veća od gornjeg raspona navedenog na pakiranju uređaja. Ova je metoda jednostavna za implementaciju, ali ne omogućuje procjenu ispravnosti uređaja. Da biste provjerili radi li upravljački program, učinite sljedeće:

1. Ugradite otpornik na izlaz stabilizatora struje. Njegov otpor odabire se uzimajući u obzir danu struju. Određeno Ohmovim zakonom: R=U/I.
2. Uzmite otpornik s izračunatim otporom i odgovarajućom snagom.
3. Nakon postavljanja otpornika, izmjerite izlazni napon testerom. Ako ne izlazi izvan radnog raspona, uređaj ispravno radi.

Drugi način traženja kvarova upravljačkog programa:

1. Ako uređaj ima osigurač, zazvonite. Ispitivač bi trebao pokazati da je otpor nula. Ako otpor teži beskonačnosti, zamijenite osigurač. Ako lampica zasvijetli nakon uključivanja mreže, popravak je gotov.
2. Ako osigurač nije pregorio, potražite kvar dalje. Provjerite diodni most.
3. Ako je ispravljač u redu, morat ćete odlemiti kondenzator za glačanje i zazvoniti ga. Mali otpor, koji raste pred našim očima, ukazuje na ispravnost kondenzatora.
4. Za jednostavnog vozača ove će provjere biti dovoljne da pronađu izvor problema. U složenim stabilizatorima struje morat ćete zazvoniti sve diode i elektrolitske kondenzatore.

Kada pokušavate pronaći kvar, razmotrite princip rada kruga:

• Linearno. U takvim drajverima zaštita od pada napona provodi se pomoću otpornika od 5-100 Ohma. Na ulazu ispravljača (diodni most) postavljen je jedan otpor. Da bi se smanjilo treperenje, veliki elektrolitski kondenzator spojen je paralelno s opterećenjem.
• Puls. U ovim pretvaračima postoje mikro krugovi koji imaju zaštitu od svih prijetnji – pregrijavanja, preopterećenja i prenapona. Ne bi se trebali pokvariti, ali kod kineskih vozača svašta se događa.

Problem popravka upravljačkih programa leži u poteškoćama odabira pravih mikro krugova. Pogotovo ako je stabilizator napravljen u Kini. Ako nijedna metoda ne omogućuje pronalaženje uzroka kvara trenutnog stabilizatora, morat ćete kontaktirati stručnjaka. Ili kupite drugog vozača.

Razlike od izvora napajanja

Vozač mnogi korisnici pogrešno nazivaju napajanje. Zapravo, to su različiti uređaji. Napajanje stabilizira napon, vozač – struju. Ako su LED diode spojene na pogrešan izvor napajanja, brzo se pokvare. Napajanje može biti:

• Transformator. Oni su danas rijetki, jer u mnogim aspektima gube od svojih konkurenata. Blok transformatora iz napona od 220 V pravi 12 ili 24 V. Tada se izmjenični napon ispravlja u konstantni. Primjenjuje se na opterećenje.
• Puls. U njima se napon odmah izravnava – 220 V AC se pretvara u 220 V DC. Zatim ide u generator impulsa, koji stvara izmjenični napon visoke frekvencije. Posljednji element je transformator.

Oba izvora napajanja daju konstantan napon iste veličine. Takvi uređaji nisu prikladni za LED diode, jer se “napajaju” električnom strujom. A pad napona na poluvodičima samo je jedna od njihovih karakteristika. Ako su na LED diodi ispisani parametri, na primjer 10 mA i 2,7 V, to znači da kroz nju ne može proći više od naznačenih ampera – izgorjet će. Prolaskom struje od 10 mA na poluvodiču se gubi 2,7 V. Upravo je to gubitak, a ne napon potreban za svijetljenje LED dioda.

Kako napraviti linearni LED drajver vlastitim rukama?

Imajući gotove mikro krugove, svaki početnik radio amater može sastaviti upravljački program za LED diode. Za ovaj posao morate znati dvije stvari – čitati električne sheme i posjedovati lemilo. Na primjer, možete sastaviti stabilizator struje za LED diode od 3 W pomoću PowTech čipa – PT4115 (Kina). Pretvarač, stvoren na temelju ovog mikro kruga, ima minimum elemenata i visoku učinkovitost. Najjednostavniji pretvarač struje sastavljen je čak i od punjača za telefon. Slijedi uputstvo za sklapanje drajvera za tri LED diode od 1W. Za rad će vam trebati:

• Stari punjac za mobilni telefon. Na primjer, od Samsunga – oni su pouzdaniji. Parametri uređaja – 5 V i 700 mA.
• Trimer otpornik s otporom od 10 kOhm.
• Tri LED elementa snage 1 W.
• Kabel s utikačem.

Kako sastaviti drajver:

1. Rastavite punjač, ​​pazeći da ne oštetite njegove elemente.
2. Lemilom zalemite otpornik od 5 kΩ na ulazu. Zamijenite ga podesivim otpornikom.
3. Odredite izlaz za opterećenje i polaritet kako biste pravilno lemili LED diode. Oni su unaprijed sklopljeni u serijski krug.
4. Odlemite kontakte s kabela i tamo stavite žicu s utikačem. Prije provjere radi li stabilizator, provjerite je li sve ispravno spojeno. Ako pogriješite, može doći do kratkog spoja.
5. Podesite struju trimerom tako da LED diode svijetle.
6. Ako su svjetlosni elementi uključeni, provjerite napon, struju, snagu testerom.

Ako LED diode svijetle, nema iskrenja ili dima, sastavljanje je dobro prošlo – vaš DIY je spreman. Korištenje pravilno odabranog pokretačkog programa važan je uvjet za kvalitetan i dugotrajan rad LED napajanja. Najpouzdanija opcija je kupnja brendiranog uređaja zajedno s LED svjetiljkama. Ako razumijete krugove i “prijatelje” ste s lemilicom, uvijek možete sastaviti odgovarajući upravljački program za LED elemente.