A LED-lámpák meghajtóinak kialakítása és működési elve

A meghajtók speciális eszközök, amelyek biztosítják a LED-lámpák stabil működését. Ezek nélkül a diódák instabilok és gyorsan meghibásodnak. Megtanuljuk, hogyan vannak elrendezve a járművezetők és hogyan működnek.

Miért LED driver?

A LED-ek sokkal energiahatékonyabbak és tovább tartanak, mint az izzólámpák. Évekig dolgozhatnak, és többször kevesebb áramot fogyasztanak, mint a hagyományos izzók, stabil tápellátással, amiért a sofőr felelős.
A LED-ek nagyon érzékenyek a bemeneteikre táplált áramra. Nem félnek az alacsonyabb értékektől, de a megnövekedett feszültségek és áramok nemcsak jelentősen csökkenthetik a félvezetők erőforrását, hanem letilthatják azokat. A meghajtó feladata a LED-ek stabil áramellátása. Meghajtó LED lámpákhoz – tápegység. Ez egy elektronikus áramkör, amelynek kimenete egy adott értékű állandó áram.

Annak érdekében, hogy a LED elemek hosszú ideig és hatékonyan működjenek, fényesen és villogás nélkül égjenek, a félvezető elem műszaki adatlapján feltüntetett értékű áramnak kell átfolynia a LED-eken.

A gyártók által kínált LED-meghajtókat 10, 12, 24, 220 V feszültségre és 350 mA, 700 mA, 1 A egyenáramra tervezték. Általában meghatározott lámpatestekhez készülnek a meghajtók, de vannak olyan univerzális eszközök is, amelyek a legtöbbre illeszkednek. LED-elemek ismert márkáktól. Az áramstabilizátorokat a következőkben használják:

• utcai és otthoni világítási rendszerek;
• asztali irodai lámpák;
• LED szalagok és díszvilágítás.

Az illesztőprogramok megváltoztatják a LED-ek fényerejét és színét. Ez a gombokkal vagy a távirányítóval történik. Az illesztőprogram nélküli LED-lámpa instabil, és fennáll a gyors meghibásodás veszélye.

Működés elve

A LED-meghajtó bemenetére feszültség kerül, amely változhat. Az áram áthalad az R1 és R3 ellenállásokon, elérve a kívánt értéket, és a C1 kondenzátor beállítja a frekvenciáját. A váltakozó áram a beállított paramétereket megszerezve belép a diódahídba. Ezen az egyenirányítón áthaladva az áramot váltakozóról direktre alakítják át. Továbbá paramétereit az R2 és R4 ellenállások és a C2 kondenzátor szabályozza. Ily módon a kimeneti áram paramétereinek maximális pontossága érhető el. A készülék elektromos kapcsolási rajza:

A meghajtók típusai a működési elv szerint

A LED-ek összes meghajtója lineárisra és impulzusra van osztva. Minden csoportnak megvannak a maga előnyei, hátrányai és használati javaslatai. Lineáris és impulzusáram-átalakító összehasonlítása:

Lineáris

A lineáris áramkör alapján létrejönnek a LED-lámpa legegyszerűbb meghajtói. Stabilizáló elemként változó ellenállású korlátozó ellenállást használnak. Az ipari meghajtóban az ellenállás “motorját” nem egy személy, hanem az elektronika vezérli. Ha a feszültség kritikus értékekre emelkedik, az áramerősség is növekedni kezd, és amikor eléri az elfogadhatatlan értéket, a LED túlmelegszik, majd megsemmisül. A bonyolultabb áramkörökben tranzisztorokat használnak az áram szabályozására. A lineáris áramkör hátránya a nagy teljesítményveszteség, mivel a feszültség növekedésével növekszik a haszontalan disszipáció. Hasonló hátrány megengedett, kivéve az alacsony teljesítményű lámpákat. A több wattos LED-ek esetében az ilyen sémák nem alkalmasak. A lineáris stabilizációs rendszer előnyei:

• egyszerű kialakítás;
• alacsony költségű;
• elegendő megbízhatóság (alacsony terhelési teljesítmény mellett).

Lineáris stabilizátor:

Impulzus

A második lehetőség az impulzusstabilizálás. A KH gomb bekapcsolása után a C kondenzátor feltöltődik. A gomb érintkezőinek kinyitása után kisütni kezd, áramot adva a félvezető elemnek. A legegyszerűbb kapcsolószabályzó:
Amíg a kondenzátor energiát ad le, a dióda fényt bocsát ki. Minél nagyobb a bemeneti feszültség, annál rövidebb a töltési idő. A gomb megnyomása és elengedése fenntartja a ragyogást. Ezt a működési elvet impulzusszélesség-modulációnak nevezik. Több tucat, sőt több ezer művelet történik másodpercenként.

Meghajtók típusai tervezési típus szerint

A LED-elemek meghajtói egy kisméretű elektronikus áramkör, amelyet a táblán elhelyezett ellenállásokból, kondenzátorokból és félvezető diódákból állítanak össze. A LED-ek áramát stabilizáló eszközök 2 változatban állnak rendelkezésre:

• A hajótestben. Ez a leggyakoribb lehetőség. Egy ilyen eszköz ára magasabb. Fő előnye a szerkezeti elemek nedvességtől és portól való védelme.
• Test nélkül. Használatuk csak rejtett telepítés esetén indokolt. Olcsóbbak, mint az esetanalógok.

A konstrukció szerint az átalakítókat három csoportra osztják.

Elektronikus

Az elektronikus konverterben egy tranzisztor felelős az áram korrekciójáért. Feladata a vezérlő mikroáramkör tehermentesítése. A hullámosság lehető legjobb kisimítása érdekében az áramkör kimenetére egy kondenzátort kell beépíteni.
Az elektronikus eszközök drágák, de legfeljebb 750 mA-ig stabilizálják az áramot. Az ilyen típusú legújabb illesztőprogramokat általában az E27-es lámpákra telepítik. A fő hátrányok a hullámzás és az interferencia a nagyfrekvenciás tartományban. Ha háztartási készülékeket, például rádiót, ugyanabba az aljzatba csatlakoztatnak, mint a lámpát, az FM frekvenciákon interferencia lép fel. . Egy jó elektronikus meghajtónak két kondenzátorral kell rendelkeznie egyszerre:

• elektrolitikus, amely kisimítja a pulzációt;
• kerámia, ami csökkenti a magas frekvenciákat.

Ez a kombináció ritka, különösen a kínai gyártású illesztőprogramokban. Az IC-hez értő felhasználók az ellenállásértékek megváltoztatásával kaphatják meg a meghajtó kimeneti paramétereit. A nagy – mintegy 95%-os – hatásfok miatt az elektronikus meghajtókat többféle célra használják (az autóipari LED-lámpák, utcai és háztartási világítás működésének biztosítására).

Kondenzátorok alapján

A kondenzátorokon alapuló illesztőprogramok valamivel kevésbé népszerűek. Szinte minden ilyen eszközzel rendelkező olcsó LED-lámpa áramkör hasonló tulajdonságokkal rendelkezik.
A gyártók által az elektromos áramkörökön végrehajtott változtatások miatt egyes elemek eltávolíthatók belőlük. Különösen gyakran nincs bennük kondenzátor, amely a hullámok simításáért felelős. A kondenzátor meghajtók előnyei:

• a tervezés egyszerűsége;
• A hatásfok 100%-os, mivel teljesítményveszteség csak az ellenállásokban és a félvezető elemek csomópontjaiban figyelhető meg.

A GOST szerint a megengedett hullámzási arány 10-20%, és a világítóberendezés működési helyétől függ.

Szabályozható

A dimmer egy olyan eszköz, amely szabályozza a LED-ek fényerejét. Sok modern illesztőprogram tartalmazza ezeket a hasznos funkciókat.
A szabályozható meghajtók előnyei:

• a felhasználó kiválasztja az aktuális pillanatnak megfelelő megvilágítási szintet;
• a dimmer beépítése az áramstabilizátorokba lehetővé teszi az elektromos energia és a LED-ek élettartamának gazdaságos fogyasztását.

Végrehajtási lehetőségek:

• A fényerő-szabályozó készülék a tápegység és a LED lámpa között található. Egy ilyen eszköz vezérli a LED-ekhez szolgáltatott áramot. Általában ezek impulzusszélesség-stabilizátorok (PWM), amelyek korrigálják az áram mennyiségét.
• A készülék vezérli az áramellátást. Áramkorrekciót hajt végre. A diódák fényereje és színe megváltozik.

Élettartam

A vezető megfelelő működésének időtartama annak minőségétől és működési feltételeitől függ. De még a legjobb minőségű eszköz is sokkal kisebb erőforrással rendelkezik, mint a hozzá csatlakoztatott LED-ek. A jól ismert márkák LED-elemei körülbelül 100 000 órát bírnak. A vezető működésének becsült ideje:

• alacsony minőség – akár 20 000 óra;
• átlagos – akár 50 000 óra;
• magas – akár 70 000 óra.

Gyártáshoz és utcai használatra ajánlott hosszú élettartamú vezetőket venni.

A LED-ek áramstabilizátorának időtartamát külső tényezők befolyásolják. A vezető meghibásodhat a következő okok miatt:

• magas páratartalom a helyiségben, amely nem felel meg a készülék védelmi fokának;
• éles hőmérsékletváltozások;
• rossz szellőzés;
• hibás terhelési teljesítmény számítás.

Leggyakrabban az illesztőprogram meghibásodik a kondenzátor miatt – meghibásodik a hálózat túlfeszültsége során.

Hogyan válasszunk vezetőt?

A hazai piacon értékesített LED-es világítási meghajtók többsége Kínában készül, olcsó és nem jó minőségű. A kínai LED lámpák meghajtóiban gyakran találnak hibás mikroáramköröket, ezeket nem ajánlott megvenni. Egy ilyen eszköz gyorsan meghibásodik, és nem valószínű, hogy lehet majd cserélni egy újra, vagy visszaadni a pénzt. Tippek a LED-illesztőprogram kiválasztásához:

• Vegyük az áramstabilizátort a terheléssel együtt.
• Vegye figyelembe az illesztőprogramhoz csatlakoztatott terhelési teljesítményt.
• Ügyeljen a testre. Meg kell adnia a teljesítményt, a feszültségtartományokat (bemenet és kimenet), a stabilizált áram névleges értékét, a nedvesség- és porállósági osztályt.

Maximális vezetői teljesítmény

A kimeneti feszültség az áramkörben lévő diódák számától és a beépítésük sémájától függ. Ennek nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie az elektromos áramkör egyes blokkjai által elköltött energia összegével. A névleges áramot az elemek teljesítménye és fényereje határozza meg. A stabilizátor célja, hogy a diódákat a szükséges energiával látja el. A LED-ek összteljesítményét az egyes elemek paraméterei, számuk és színük határozza meg. Az elfogyasztott energia mennyiségét a következő képlet alapján számítjuk ki: P = PLED x N, ahol N az áramkörben lévő diódák száma, a PLED pedig egy dióda teljesítménye. A névleges értéket 20-30%-kal többre veszik, mint a számított teljesítmény: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Az elemek fényének színét is figyelembe veszik. Befolyásolja a kimeneti feszültséget. Közvetlenül a készüléken vagy a csomagoláson van feltüntetve. Például három 3 W-os LED van. Ekkor a teljes teljesítmény 9 watt. Javasolt illesztőprogram Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 watt.

Ár

A LED-világítás illesztőprogramjait elektromos boltokban, az interneten, rádióalkatrészekkel foglalkozó kiskereskedelmi üzletekben árusítják. Az online vásárlás a legolcsóbb.
A jelenlegi stabilizátorok hozzávetőleges árai:

• DC12V (teljesítmény 18 W, bemeneti feszültség 12 V, kimenet 100-240 V) – 190 rubel;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 rubel;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 rubel;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 rubel.

A PT4115 mikroáramkör – egy bakkonverter – darabonként 150 rubelbe kerül. A nagyobb teljesítményű elemek ára 150 és több ezer rubel között van.

Egyéb jellemzők

A járművezető vásárlásakor ügyeljen a következő jellemzőkre:

• Kimeneti feszültség. Értéke a lámpában lévő LED-ek számától, a tápellátás módjától és a félvezetők feszültségesésétől függ. Vannak olyan eszközök a piacon, amelyek feszültsége 2 és 50 V között van.
• Névleges áram. Ennek elegendőnek kell lennie az optimális fényerő biztosításához.
• LED szín. Befolyásolja a feszültségesést.

Az elektromos paraméterek függése a LED-ek színétől:

Ha a fényforrásban három sorba kapcsolt 1 W-os fehér fényű LED van, akkor 9-12 V feszültségű és 350 mA áramerősségű meghajtóra lesz szüksége. A fehér kristályokon a feszültségesés 3,3 V. Soros bekötés esetén a feszültségek összegződnek. Kiderül, hogy 9,9 V, ami kielégíti a vezető működési tartományát. A módosítástól függően az eszközöket bizonyos számú LED-hez használják – egy, kettő vagy több.

A mindennapi életben és a fitolámpákhoz esetenként meghajtók használata javasolt. Esztétikusabbak és biztonságosabbak, mint a keret nélküliek.

Például a LED-lámpákban 9918c chippel ellátott LED-meghajtók nem szabályozható lámpák meghajtására alkalmasak, és akár 25 W-os teljesítményt is támogatnak.

Meghajtó kapcsolat

Az illesztőprogramot meglehetősen egyszerű csatlakoztatni a LED-ekhez. Testén minden szükséges jelölés megtalálható. A bemeneti feszültséget a bemeneti kapcsokra (INPUT), a LED-ek sorozatát pedig a kimeneti kapcsokra (OUTPUT) csatlakoztatják. A legfontosabb dolog a polaritás megfigyelése.

Bemeneti polaritás

Ha a meghajtót állandó feszültség táplálja, az áramforrás pozitív pólusa a „+” kivezetéséhez csatlakozik. AC feszültség esetén ügyeljen a bemeneti kapcsok címkézésére. Jelölési lehetőségek:

• “L” és “N”. Alkalmazza a fázist az “L” kimenetre. Megtalálható egy speciális elektromos csavarhúzóval. Csatlakoztassa a nulla vezetéket az “N” kivezetéshez.
• “~”, “AC” vagy nincs jelölés. Ebben az esetben a polaritás nem fontos, nem lehet megfigyelni.

Kimeneti polaritás

Itt mindig ügyelni kell a polaritásra. A “plusz” vezeték az első félvezető elem anódjához, a “mínusz” vezeték az utolsó dióda katódjához csatlakozik. Meghajtó csatlakozás:
220/12V LED lámpa meghajtó áramkör (bemeneti/kimeneti feszültség):

LED lámpa meghajtók javítása

Ha az áramszabályozó elveszíti funkcióinak ellátását, az a LED-ek károsodásához vezethet. Fontos, hogy időben azonosítsuk a meghibásodást. A LED lámpa meghajtójának teszteléséhez a bemenetére 220 V feszültséget kapcsolunk, a működő meghajtó kimenetén állandó feszültségnek kell megjelennie. Sőt, értéke valamivel nagyobb lesz, mint a készülék csomagolásán feltüntetett felső tartomány. Ez a módszer egyszerűen megvalósítható, de nem teszi lehetővé az eszköz állapotának megítélését. Az illesztőprogram helyességének ellenőrzéséhez tegye a következőket:

1. Szereljen be ellenállást az áramstabilizátor kimenetére. Ellenállását az adott áram figyelembevételével választjuk ki. Ohm törvénye határozza meg: R=U/I.
2. Vegyünk egy ellenállást a számított ellenállással és a megfelelő teljesítménnyel.
3. Az ellenállás beszerelése után mérje meg a kimeneti feszültséget teszterrel. Ha nem lépi túl a működési tartományt, akkor a készülék megfelelően működik.

Az illesztőprogram-hibák keresésének második módja:

1. Ha a készülék rendelkezik biztosítékkal, kapcsolja be. A teszternek meg kell mutatnia, hogy az ellenállás nulla. Ha az ellenállás a végtelenbe hajlik, cserélje ki a biztosítékot. Ha a lámpa a hálózat bekapcsolása után világít, a javítás véget ért.
2. Ha a biztosíték nem olvadt ki, keresse tovább a meghibásodást. Ellenőrizze a dióda hidat.
3. Ha az egyenirányító rendben van, akkor ki kell forrasztania a simító kondenzátort és be kell gyűrűznie. A szemünk előtt növekvő kis ellenállás jelzi a kondenzátor használhatóságát.
4. Egy egyszerű illesztőprogram esetében ezek az ellenőrzések elegendőek a probléma forrásának megtalálásához. A komplex áramstabilizátorokban az összes diódát és elektrolitkondenzátort meg kell csengetni.

Amikor megpróbálja megtalálni a meghibásodást, vegye figyelembe az áramkör működési elvét:

• Lineáris. Az ilyen meghajtókban a feszültségesés elleni védelmet 5-100 ohmos ellenállásokkal végzik. Egy ellenállás kerül az egyenirányító bemenetére (diódahíd). A villogás csökkentése érdekében a terheléssel párhuzamosan egy nagy elektrolit kondenzátor van csatlakoztatva.
• Impulzus. Ezekben a konverterekben olyan mikroáramkörök vannak, amelyek védelmet nyújtanak minden fenyegetés ellen – túlmelegedés, túlterhelés és túlfeszültség. Nem szabad eltörniük, de a kínai sofőrökkel minden megtörténik.

Az illesztőprogramok javításának problémája a megfelelő mikroáramkörök kiválasztásának nehézségében rejlik. Főleg, ha a stabilizátort Kínában gyártják. Ha egyetlen módszer sem teszi lehetővé az aktuális stabilizátor meghibásodásának okainak megtalálását, szakemberhez kell fordulnia. Vagy vegyél másik drivert.

Különbségek a tápegységektől

Driver sok felhasználó tévesen hívja a tápegységet. Valójában ezek különböző eszközök. A tápegység stabilizálja a feszültséget, a vezető – az áramot. Ha a LED-ek nem megfelelő áramforráshoz vannak csatlakoztatva, gyorsan meghibásodnak. A tápegység lehet:

• Transzformátor. Ma már ritkák, hiszen sok tekintetben veszítenek versenytársaikkal szemben. A transzformátorblokk 220 V-os feszültségről 12 vagy 24 V-ot állít elő. Ezután a váltakozó feszültséget direktre egyenirányítják. A terhelésre alkalmazzák.
• Impulzus. Ezekben a feszültség azonnal kiegyenesedik – a 220 V AC 220 V egyenárammá alakul. Ezután az impulzusgenerátorhoz megy, amely magas frekvenciájú váltakozó feszültséget hoz létre. Az utolsó elem a transzformátor.

Mindkét tápegység azonos nagyságú állandó feszültséget ad ki. Az ilyen eszközök nem alkalmasak LED-ekhez, mivel elektromos árammal működnek. A félvezetők közötti feszültségesés pedig csak az egyik jellemzőjük. Ha paramétereket írnak a LED-re, például 10 mA és 2,7 V, ez azt jelenti, hogy a jelzett Ampernél többet nem lehet átengedni rajta – kiég. 10 mA áram áthaladásakor a félvezetőn 2,7 V veszít, pontosan ez a veszteség, nem pedig a LED-ek világításához szükséges feszültség.

Hogyan készítsünk lineáris LED-illesztőprogramot saját kezűleg?

Kész mikroáramkörökkel minden kezdő rádióamatőr összeállíthat egy meghajtót a LED-ekhez. Ehhez a munkához két dolgot kell tudnia csinálni: elektromos kapcsolási rajzokat olvasni és forrasztópákát kell birtokolnia. Például összeállíthat egy áramstabilizátort 3 W-os LED-ekhez a PowTech chip – PT4115 (Kína) segítségével. Az ezen mikroáramkör alapján létrehozott konverter minimális elemekkel és nagy hatékonysággal rendelkezik. A legegyszerűbb áramváltót akár telefontöltőből is összeállítjuk. Az alábbiakban egy meghajtó összeszerelésére vonatkozó utasítás található három 1 W-os LED-hez. A munkához szüksége lesz:

• Régi mobiltelefon töltő. Például a Samsungtól – megbízhatóbbak. A készülék paraméterei – 5 V és 700 mA.
• Trimmer ellenállás 10 kOhm ellenállással.
• Három LED elem 1 W teljesítménnyel.
• Kábel dugóval.

Az illesztőprogram összeszerelése:

1. Szerelje szét a töltőt, ügyelve arra, hogy ne sértse meg az elemeit.
2. Forrasztópáka segítségével forrassza be az 5 kΩ-os ellenállást a bemeneten. Cserélje ki egy állítható ellenállásra.
3. Határozza meg a terhelés és a polaritás kimenetét a LED-ek megfelelő forrasztásához. Soros áramkörben vannak előre összeszerelve.
4. Oldja ki az érintkezőket a vezetékből, és helyezzen oda egy dugós vezetéket. Mielőtt ellenőrizné, hogy a stabilizátor működik-e, ellenőrizze, hogy minden megfelelően van-e csatlakoztatva. Ha hibát követ el, rövidzárlat léphet fel.
5. Állítsa be az áramerősséget a trimmerrel úgy, hogy a LED-ek világítanak.
6. Ha a fénykibocsátó elemek be vannak kapcsolva, ellenőrizze a feszültséget, áramot, teljesítményt teszterrel.

Ha a LED-ek világítanak, nincs szikra vagy füst, az összeszerelés jól sikerült – a barkácsolás készen áll. A LED tápegységek minőségi és hosszú távú működésének fontos feltétele a megfelelően kiválasztott meghajtó használata. A legmegbízhatóbb lehetőség egy márkás eszköz vásárlása LED-lámpákkal együtt. Ha értesz az áramkörökhöz, és “barátok” a forrasztópákával, mindig összeállíthat egy megfelelő meghajtót a LED-elemekhez.