Жарықдиодты шамдарға арналған драйвер дегеніміз не, бұл құрылғыны қалай таңдауға және тексеруге болады?

Арнайы электронды схемалар – драйверлер – жарықдиодты шамдардың қызмет ету мерзімін ұзартуға, олардың жарқылын біркелкі және жоғары сапалы етуге мүмкіндік береді. Біз бұл құрылғының қалай жұмыс істейтінін, оны қалай дұрыс таңдауға және орнатуға болатынын және оны өзіңіз жасауды үйренеміз.

Драйвер дегеніміз не және ол не үшін қажет?

Жарық диодты шамдар желі параметрлерінің өзгеруіне өте сезімтал, сондықтан олар желіге драйвер арқылы қосылады – ток пен кернеуді басқаратын электрондық құрылғы. Әдетте, жарықдиодты шамға арналған драйвер қуат шегімен және шығыс кернеуі мен ток диапазонын ескере отырып таңдалады. Егер оның параметрлері жарықдиодты құрылғыға сәйкес келмесе, ол жарамсыз болады, оны жоюға тура келеді.

Жұмыс принципі, классикалық схема және қуат көзінен айырмашылығы

Драйверді жиі қуат көзі деп атаса да, екеуінің арасында айырмашылық бар. Драйвер – жарық диодты арқылы өту үшін тұрақты мәнін сақтайтын ток көзі, ал қуат көзі тұрақты кернеуді сақтайды. Белгілі бір мысалда қуат көзі қалай жұмыс істейтінін қарастырыңыз:

• 40 Ом кедергіні (R) 12 В көзге қосыңыз.
• Резистор арқылы 300 мА ток (I) өтсін. Орнатылған екі резистормен ток 600 мА дейін екі есе артады. Бұл жағдайда кернеу өзгермейді, өйткені ол ток пен қарсылыққа пропорционалды қатынасқа ие (Ом заңы I \u003d U / R).

Енді драйвер қалай жұмыс істейтінін көрейік:

• 225 мА драйвері бар тізбекке 30 Ом резистор (R) қосылсын.
• Егер 12 В кернеуінде (U) параллель қосылған екі 30 Ом резистор қосылса, ток күші өзгеріссіз қалады – 225 мА, ал кернеу екі есеге – 6 В болады.

Драйвер, сайып келгенде, қуат кернеуіне қарамастан, берілген шығыс тогы бар жүктемені қамтамасыз етеді. Сондықтан, 6 В кернеуімен қоректенетін жарық диодтары, егер оған берілген ток деңгейі қолданылса, 10 В көзі сияқты жарқырайды. Жарық диодты
драйвер тізбегі: Драйвер тізбегі өзара байланысты үш түйіннен тұрады:

• кернеуді бөлуге арналған сыйымдылық;
• түзеткіш модуль;
• тұрақтандырғыш.

Схема қалай жұмыс істейді:

1. Ток өткенде конденсатор С толық зарядталғанша зарядталады. Оның сыйымдылығы неғұрлым аз болса, соғұрлым ол тезірек зарядталады.
2. Айнымалы ток пульсирленгенге айналады. Толқынның бірінші бөлігі С конденсаторынан өткенде тегістеледі.
3. Тізбекті аяқтайтын электролиттік конденсатор тегістейтін фильтр-тұрақтандырғыш ретінде қызмет етеді.

Техникалық сипаттама

Жарықдиодты шамды сатып алғанда, жарықтандыру құрылғысында ток түрлендіргіші болмаса, драйверді сатып алу қажет болуы мүмкін. Негізгі сипаттамалары:

• шығыс тогы, А;
• жұмыс қуаты, Вт;
• шығыс кернеуі, В.

Шығу кернеуі әртүрлі болуы мүмкін. Бұл электр қуатын қосу схемасына және жарықдиодты шамдардың санына байланысты. Жарықтық пен қуат деңгейі токтың шамасына байланысты. Диодтар жарқырап, күңгірт емес болуы үшін драйвердің шығысындағы ток берілген деңгейде сақталады. Түрлендіргіштің қуаты барлық диодтардың ватттарының жалпы санынан сәл жоғары болуы керек. Драйвердің қуатын есептеу үшін мына формула қолданылады: P \u003d P (диод) × X мұнда:

• P (диод) – бір жарықдиодтың қуаты;
• X – диодтар саны.

Есептелген қуат 10 Вт болса, драйверді 20-30% маржамен алу керек.

Драйверлердің түрлері

Барлық драйверлер үш критерий бойынша – тұрақтандыру әдісіне, дизайн ерекшеліктеріне және қорғаныстың болуы / болмауына сәйкес ерекшеленеді. Барлық нұсқаларды толығырақ қарастырайық.

Сызықтық және импульстік

Ток тұрақтандыру схемасына байланысты драйверлер екі түрге бөлінеді – сызықтық және импульстік. Олар жұмыс принципі мен тиімділігі бойынша ерекшеленеді. Драйвердің электронды тізбегі алдында кристалға (жарық диод) берілетін ток пен кернеудің тұрақты мәндерін қамтамасыз ету міндеті қойылды. Ең қарапайым және ең арзан нұсқа – тізбекке шектеуші резисторды қосу. Сызықтық қуат схемасы:
Бұл элементар схема токтың автоматты техникалық қызмет көрсетуін қамтамасыз ете алмайды. Кернеудің жоғарылауымен ол пропорционалды түрде өседі және рұқсат етілген мәннен асқан кезде кристал қызып кетуден құлап кетеді. Неғұрлым күрделі басқару схемаға транзисторды қосу арқылы жүзеге асырылады. Сызықтық тізбектің кемшілігі кернеудің жоғарылауымен қуаттың төмендеуі болып табылады. Бұл опция төмен қуатты жарықдиодты көздерді пайдаланған кезде жарамды, бірақ жоғары қуатты жарықдиодты шамдарды пайдаланған кезде мұндай тізбектер пайдаланылмайды. Сызықтық схеманың артықшылықтары:

• қарапайымдылық;
• арзандығы;
• салыстырмалы сенімділік.

Сызықтық тізбектермен қатар ток пен кернеуді импульстік тұрақтандыру арқылы тұрақтандыруға болады:

• түймені басқаннан кейін конденсатор зарядталады;
• босатудан кейін конденсатор разрядталады, жинақталған энергияны жарық шығара бастайтын жартылай өткізгіш элементке (жарық диоды) береді;
• егер кернеу көтерілсе, онда конденсатордың зарядтау уақыты азаяды, егер ол төмендесе, ол артады.

Пайдаланушыға түймені басу қажет емес – электроника ол үшін бәрін жасайды. Заманауи қуат көздеріндегі түйме механизмінің рөлін жартылай өткізгіштер – тиристорлар немесе транзисторлар орындайды. Қарастырылған жұмыс принципі электроникада импульстік ені модуляциясы деп аталады. Секундына ондаған, тіпті мыңдаған операциялар жасалуы мүмкін. Мұндай схеманың тиімділігі 95% жетеді. Импульсті тұрақтандырудың жеңілдетілген схемасы:

Электрондық, күңгірттендірілетін және конденсаторға негізделген

Оның қолдану аясы және өнімділік сипаттамалары драйвер құрылғысының принципіне байланысты. Құрылғының жұмыс принципі бойынша драйверлердің түрлері:

• Электрондық. Олардың схемалары міндетті түрде транзисторды пайдаланады. Шығуға конденсатор орнатылған, ол ток толқындарын жояды немесе кем дегенде тегістейді. Электрондық түрлендіргіштер 750 мА дейінгі токтарды тұрақтандыруға қабілетті. Электрондық типтегі драйверлер тек толқындармен ғана емес, сонымен қатар электр құрылғылары (радио, теледидар, маршрутизатор және т.б.) тудыратын жоғары жиілікті электромагниттік кедергілермен де күреседі. Кедергілерді азайту арнайы керамикалық конденсатордың болуына мүмкіндік береді. Электрондық драйвердің минусы – жоғары құны, плюс тиімділігі 95% -ға жақын. Олар қуатты жарықдиодты шамдарда қолданылады: автокөлік фаралары, прожекторлар, көше шамдары.
• Күңгірттендіргіш. Күңгірттенетін драйверлердің ерекшелігі – шамның жарықтығын басқару мүмкіндігі. Реттеу жарық ағынының жарықтығын анықтайтын шығыс токтың өзгеруіне негізделген. Драйверді тізбекке екі жолмен қосуға болады: шам мен тұрақтандырғыш арасында немесе қуат көзі мен түрлендіргіш арасында.
• Конденсатор негізінде. Бұл арзан жарықдиодты шамдар үшін қолданылатын арзан модельдер. Егер өндіруші тізбекте тегістейтін конденсаторды қамтамасыз етпесе, онда шығыста толқын байқалады. Тағы бір кемшілігі – қауіпсіздіктің жоқтығы. Мұндай модельдердің артықшылығы – жоғары тиімділік, 100% -ға ұмтылу және схеманың қарапайымдылығы. Мұндай драйверлерді өз қолыңызбен жинау оңай.

Конденсатор драйверлері жыпылықтауды тудыруы мүмкін, сондықтан ішкі құрылғылармен пайдалану ұсынылмайды. Жыпылықтау көру қабілетіне теріс әсер етеді және жүйке жүйесін тітіркендіреді.

Денемен және денесіз

Жүргізуші қорғаныс корпусының ішіне орналастырылуы мүмкін немесе салынбауы мүмкін. Электрондық схемалар көптеген сыртқы факторларға осал, сондықтан драйверді корпусқа орналастыру сенімдірек нұсқа болып саналады. Корпус электрондық түрлендіргішті ылғалдан, шаңнан, тікелей күн сәулесінен және т.б. қорғайды. Қаптамасыз үлгілер арзанырақ, бірақ олардың қызмет ету мерзімі қысқа және жұмыс тұрақтылығы нашар. Олар тегіс монтаждау үшін қолайлы.

Жарамдылық мерзімі

Жүргізуші шамамен 30 000 сағатқа бағаланады. Бұл көптеген жарықдиодты құрылғылардың болжалды қызмет ету мерзімінен сәл аз. Мұндай төмендеу ағымдағы тұрақтандырғыш жұмыс істеуі керек қолайсыз факторлармен байланысты. Жүргізушінің жұмысына не кері әсер етеді:

• ток кернеуі;
• температураның және/немесе ылғалдылықтың өзгеруі.

Егер 200 Вт құрылғыға 100 Вт жүктелсе, онда номиналды мәннің 50% желіге қайтарылады. Бұл шамадан тыс жүктелу мен электр қуатының бұзылуына әкелуі мүмкін.

Драйвердің қызмет ету мерзімі тегістеу конденсаторының қызмет ету мерзімімен шектеледі. Уақыт өте келе онда электролит буланып, құрылғы істен шығады.

Драйвердің жұмысын ұзарту үшін оны қалыпты (жоғары емес) ылғалдылығы бар бөлмелерде жұмыс істеу керек және кернеуі жоғары кернеуі бар желіге қосылуы керек.

Жарықдиодты шам үшін драйверді қалай таңдауға болады?

Ток тұрақтандырғышына қосылған кезде жартылай өткізгіштер қажетті қуатты алады және олардың номиналды сипаттамаларына жетеді. Диодтардың қызмет ету мерзімі драйвер қаншалықты дұрыс таңдалғанына байланысты. Қандай параметрлерге назар аудару керек:

• Қуат. Ол құрылғы жобаланған максималды рұқсат етілген жүктемені анықтайды. Мысалы, (20×26)x1W таңбалау драйверге әрқайсысының қуаты 1 Вт болатын 20-дан 26 жарықдиодты бір уақытта қосуға болатындығын білдіреді.
• Ток және кернеу (номиналды мәндер). Өндірушілер бұл параметрді әрбір жарық диодында көрсетеді, ол үшін драйвер таңдалады. Максималды номиналды ток 350 мА болса, 300-330 мА қуат көзін қосу керек. Жұмыс токтарының мұндай диапазоны өндіруші ұсынған шамның жарамдылық мерзімін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
• Қорғаныс класы. Бұл шамдарды дәл қай жерде қолдануға болатыны осы көрсеткішке байланысты – сыртта немесе үйде. Ылғалға төзімділік пен тығыздық класы IP әріптерімен белгіленеді және екі санмен көрсетіледі. Бірінші сан қатты фракциялардан (шаң, кір, құм, мұз), екіншісі – сұйық ортадан қорғауды бағалау үшін қолданылады. Қорғаныс класы шамды қолдануға болатын температураны көрсетпейді.
• Жақтау. Жүргізушіде ашық перфорацияланған металл корпус немесе жабық болуы мүмкін. Екінші жағдайда құрылғы металл қорапқа орналастырылады. Үйде пайдалану үшін тығыздалмаған пластикалық қорап қолайлы.
• Жұмыс принципі. Шектеу резисторы желідегі кернеудің ауытқуын жоймайды және импульстік шудан қорғамайды. Кернеудің шамалы өзгеруі токтың кенеттен көтерілуіне әкеледі. Сызықтық реттегіштер сенімсіз және тиімділігі төмен драйверлер болып саналады, коммутациялық тізбектерге артықшылық беріледі.

Оның жұмыс істейтінін қалай тексеруге болады?

Драйверді жүктемесіз тексеру үшін блоктың кірісіне 220 В қосу жеткілікті.Егер құрылғы дұрыс жұмыс істеп тұрса, шығыста тұрақты кернеу пайда болады. Оның мәні драйвер жапсырмасында көрсетілген жоғарғы шектен сәл жоғары болады. Егер, мысалы, тұрақтандырғыштың диапазоны 27-37 В болса, онда шығыс шамамен 40 В болуы керек. Берілген диапазонда токты ұстап тұру үшін, жүктеме кедергісі артқан сайын (ол жүктемесіз шексіздікке ұмтылады), кернеу да белгілі бір шекке дейін өседі. Бұл тексеру әдісі қарапайым және қол жетімді, бірақ құрылғының 100% қызмет көрсету мүмкіндігі туралы біржақты қорытынды жасауға мүмкіндік бермейді. Жүктемесіз қосылғаннан кейін іске қосылмайтын немесе түсініксіз әрекет ететін драйверлер бар. Екінші тексеру опциясы:

1. Ом заңы негізінде оның кедергісін таңдап, драйвердің шығысына резисторды қосыңыз. Мысалы, драйвердің қуаты 20 Вт, шығыс тогы 600 мА, кернеуі 25-35 В. Қажетті кедергі 38-58 Ом болады.
2. Көрсетілген диапазоннан және сәйкес қуатпен қарсылықты таңдаңыз. Кішкентай болса да, бұл тексеру үшін жеткілікті.
3. Резисторды қосып, шығыс кернеуін сынауышпен өлшеңіз. Егер ол көрсетілген шектерде болса, онда драйвер міндетті түрде жұмыс істейді.

Бұзылуларды іздестіру кезінде тізбекті құрастыру принципін ескеру қажет. Сызықтық және импульстік тізбектерде бұзылулар белгілі бір мәселелермен байланысты болуы мүмкін. Ықтимал ақаулар:

• Сызықтық тұрақтандырғыштарда кернеудің төмендеуінен қорғау үшін кедергісі 5-тен 100 Ом-ға дейінгі жұп резисторлар қолданылады. Біреуі диодтық көпірдің кірісінде, екіншісі шығысында. Жыпылықтауды азайту үшін жүктемемен параллельді максималды сыйымдылықтағы конденсатор-электролит қосылады. Сызықтық драйвер ақаулары бірден бір немесе екі қорғаныс резисторының күйіп кетуімен байланысты болуы мүмкін.
• Импульстік ток түрлендіргіштерінде микросұлбалар шамадан тыс жүктелуден, қызып кетуден және асқын кернеуден қорғалған және теориялық тұрғыдан үзілмейді. Шын мәнінде, кез келген микросұлба, әсіресе қытайлық драйверлерде, жарамсыз болуы мүмкін. Мәселе көптеген қытайлық чиптерді ауыстыру қиынға соғады. Олардың кейбіреулері тіпті интернеттен де табылмайды.

Байланыс

Драйверді жарықдиодты шамдарға қосу пайдаланушыларға қиындық тудырмайды, өйткені оның корпусында қажетті таңбалау бар. Драйверді қалай қосуға болады:

1. Кіріс сымдарына кіріс кернеуін қолданыңыз (INPUT).
2. Жарық диодтарды шығыс сымдарына қосыңыз (OUTPUT).

Қосу кезінде полярлықты қадағалаңыз:

• Полярлық кіріс (INPUT). Драйвер тұрақты кернеуден қуат алса, «+» шығысын қуат көзінің сол полюсіне қосыңыз. Кернеу айнымалы ток болса, кіріс сымдарындағы белгілерге назар аударыңыз. Екі нұсқа бар:
  • «L» және «N». Фазаны «L» шығысына (оны индикаторлық бұрағышпен табыңыз), «N» – нөлге қойыңыз.
  • «~», «AC» немесе таңбалау жоқ – полярлықты байқай алмайсыз.
• Полярлық шығыс (OUTPUT). Әрқашан полярлықты қадағалаңыз. «+» сымын 1-ші жарық диодының анодына, «-» соңғысының катодына қосыңыз. Барлық жартылай өткізгіштер тізбектей жалғанған – келесінің аноды алдыңғысының катодына бекітілген.

Жарықдиодты қосудың екінші нұсқасы бар – диодтардың тең санын қамтитын бірнеше тізбек параллель қосылған. Тізбектей жалғанған кезде барлық элементтер бірдей жарқырайды, параллель нұсқада сызықтар әртүрлі жарықтылыққа ие болуы мүмкін.

Өз қолыңызбен жарықдиодты шам үшін драйверді қалай жасауға болады?

Драйверді ескі телефон зарядтағышынан жасауға болады. Тек чипке шағын өзгерістер енгізу қажет. Мұндай үй өнімі әрқайсысының қуаты 1 Вт болатын 3 жарықдиодты қуаттандыру үшін жеткілікті. Драйверді телефон зарядтағышынан кезең-кезеңмен құрастыруды қарастырыңыз:

1. Қорапты зарядтағыштан алыңыз.
2. Дәнекерлеу үтіктің көмегімен телефонға берілетін кернеуді шектейтін резисторды алып тастаңыз.
3. Дәнекерленген резистордың орнына баптау резисторын қойыңыз. Оны 5000 Ом етіп орнатыңыз.
4. Жарық диодты шамдарды шығыс арнаға дәйекті түрде дәнекерлеңіз.
5. Кіріс арналарын ажыратып, орнына 220 В қуат сымын дәнекерлеңіз.
6. Диодтар жарқырап жануы үшін, бірақ түстерді өзгертпеу үшін реттеуішпен резистордағы кернеуді орнату арқылы тізбектің жұмысын тексеріңіз.

Зарядтағыштан сүңгуір жасау бойынша жұмыстарды орындау кезінде қауіпсіздік ережелерін сақтау керек. Жалаңаш бөліктерге қол тигізсеңіз, қатты ток соғуы мүмкін.

Драйверді нөлден де жасауға болады. Мұны істеу үшін сізге дәнекерлеу үтік, сынақ құралы, сымдар және KR142EN12A (немесе шетелдік аналогы – LM317) кіріктірілген тұрақтандырғыш қажет, оны кез келген мамандандырылған дүкенде 20 рубльге сатып алуға болады.Сатып алынған микросұлбаның параметрлері 40 В және 1,5 А ток.Онда орнатылған қорғаныс жүктемесі, қызып кету және қысқа тұйықталу бар. Микросұлба кернеуді тұрақтандырады, ал драйвер токты теңестіреді, сондықтан микросұлбаны қосу үшін стандартты схемаға өзгертулер енгізу қажет болады. Біріктірілген тұрақтандырғыштағы драйвер:
Бұл жағдайда микросұлбаның міндеті реттеу болып табылады, соның арқасында ток қажетті деңгейде сақталады. Ток мәні R1 резисторының кедергісі арқылы анықталады. Оның номиналды мәні мына формула бойынша есептеледі: R = 1,2 / I, мұндағы:

• R – кедергі, Ом;
• I – ағымдағы, А.

Драйверді құру тәртібі:

1. Тогы 300 мА болатын 9,9 В ток реттегішін жинаңыз. Содан кейін R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 Ом. Резистордың қуаты – 4 ватттан. Сіз теледидарларда қолданылатын резисторларды ала аласыз. Оларды дүкендерден де сатып алуға болады. Бұл элементтердің қуаты 2 Вт, кедергісі 1-2 Ом.
2. Резисторларды тізбектей қосыңыз. Олардың кедергісі қосылып, 2-4 Омға тең болады.
3. Чипті радиаторға бекітіңіз және драйвердің шығысына сериялы қосылған диодтардың тізбегін қосыңыз. Жарық диодты шамдарды қосқанда полярлықты қадағалаңыз.
4. Кіріске 12-40 В тұрақты кернеуді қолданыңыз (құрылғы 9,9 В-қа арналған, сондықтан біз оны маржамен аламыз). Шекті мәннен асып кетудің қажеті жоқ – микросхема жанып кетуі мүмкін. Берілген кернеу тұрақтанбауы мүмкін. Автокөліктің аккумуляторын, ноутбуктың қуат көзін немесе диод көпірі бар төмендеткіш трансформаторды пайдалануға болады. Драйверді қосыңыз, полярлықты қадағалаңыз – жұмыс аяқталды.

Драйверлердің арқасында жарықдиодты шамдардың жұмысын жақсартуға ғана емес, олардың ұзақ, үздіксіз жұмысын қамтамасыз етуге болады. Жарықдиодты шамдардың құнын ескере отырып, драйверлерді пайдалану үнемді шешімге айналады.