LED 램프용 드라이버의 설계 및 작동 원리

드라이버는 LED 램프의 안정적인 작동을 보장하는 특수 장치입니다. 그것들이 없으면 다이오드가 불안정하고 빠르게 실패합니다. 우리는 드라이버가 어떻게 배열되고 어떻게 작동하는지 배울 것입니다.

왜 LED 드라이버인가?

LED는 백열 전구보다 훨씬 더 에너지 효율적이고 더 오래 지속됩니다. 그들은 수년 동안 일할 수 있으며 운전자가 책임지는 안정적인 전원 공급으로 기존 전구보다 몇 배 적은 전력을 소비합니다.
LED는 입력에 공급되는 전원에 매우 민감합니다. 그들은 더 낮은 값을 두려워하지 않지만 전압과 전류가 증가하면 반도체 자원을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 비활성화할 수도 있습니다. 드라이버의 임무는 LED에 안정적인 전류를 제공하는 것입니다. LED 램프용 드라이버 – 전원 공급 장치. 그것은 출력이 주어진 값의 정전류인 전자 회로입니다.

LED 소자가 오랫동안 효율적으로 작동하기 위해서는 깜박임 없이 밝게 타오르기 위해서는 반도체 소자의 기술 데이터 시트에 나와 있는 값의 전류가 LED를 통해 흘러야 합니다.

제조업체에서 제공하는 LED 드라이버는 10, 12, 24, 220V의 전압 및 350mA, 700mA, 1A의 직류용으로 설계되었습니다. 일반적으로 드라이버는 특정 고정 장치용으로 만들어지지만 대부분의 제품에 맞는 범용 장치도 판매 중입니다. 잘 알려진 브랜드의 LED 항목. 전류 안정기는 다음에서 사용됩니다.

• 거리 및 가정 조명 시스템;
• 데스크탑 사무용 램프;
• LED 스트립 및 장식 조명.

드라이버는 LED의 밝기와 색상을 변경합니다. 이것은 노브 또는 리모콘을 사용하여 수행됩니다. 드라이버가 없는 LED 램프는 불안정하고 빠르게 고장날 위험이 있습니다.

작동 원리

LED 드라이버의 입력에는 전압이 가해지며 이는 다양할 수 있습니다. 전류는 저항 R1과 R3을 통과하여 원하는 값을 얻고 커패시터 C1은 주파수를 설정합니다. 설정된 매개 변수를 획득하는 교류는 다이오드 브리지에 들어갑니다. 이 정류기를 통과하면 전류가 교류에서 직류로 변환됩니다. 또한 매개 변수는 저항 R2 및 R4와 커패시터 C2에 의해 조정됩니다. 이러한 방식으로 출력 전류 매개변수의 최대 정확도가 달성됩니다. 장치의 전기 회로도:

작동 원리에 따른 드라이버 유형

LED의 모든 드라이버는 선형 및 펄스로 나뉩니다. 각 그룹에는 장단점 및 사용 권장 사항이 있습니다. 선형 및 펄스 전류 변환기의 비교:

선의

선형 회로를 기반으로 LED 램프를 위한 가장 간단한 드라이버가 생성됩니다. 안정화 요소로 가변 저항의 제한 저항이 사용됩니다. 산업용 드라이버에서 저항기의 “엔진”은 사람이 아니라 전자 장치에 의해 제어됩니다. 전압이 임계값까지 상승하면 전류도 증가하기 시작하고 허용할 수 없는 값에 도달하면 LED가 과열되어 결국 파괴됩니다. 보다 복잡한 회로에서 트랜지스터는 전류를 조절하는 데 사용됩니다. 선형 회로의 단점은 전압이 증가함에 따라 쓸모없는 소산이 증가하기 때문에 큰 전력 손실입니다. 저전력 램프를 제외하고 유사한 결점이 허용됩니다. 다중 와트 LED의 경우 이러한 방식은 적합하지 않습니다. 선형 안정화 방식의 장점:

• 심플한 디자인;
• 저렴한 비용;
• 충분한 신뢰성(낮은 부하 전력에서).

선형 안정기:

맥박

두 번째 옵션은 임펄스 안정화입니다. KH 버튼을 켜면 커패시터 C가 충전됩니다. 버튼의 접점을 연 후 방전을 시작하여 반도체 소자에 전기를 공급합니다. 가장 간단한 스위칭 레귤레이터:
커패시터가 에너지를 방출하는 동안 다이오드는 빛을 방출합니다. 입력 전압이 높을수록 충전 시간이 짧아집니다. 버튼을 눌렀다 떼면 발광이 유지됩니다. 이 작동 원리를 펄스 폭 변조라고 합니다. 초당 수십, 수천 건의 작업이 발생합니다.

설계 유형별 드라이버 유형

LED 소자용 드라이버는 기판에 배치된 저항, 커패시터 및 반도체 다이오드로 조립된 작은 전자 회로입니다. LED의 전류를 안정화하는 장치는 2가지 버전으로 제공됩니다.

• 선체에서. 이것은 가장 일반적인 옵션입니다. 그러한 장치의 비용은 더 높습니다. 주요 장점은 습기와 먼지로부터 구조적 요소를 보호한다는 것입니다.
• 몸없이. 그들의 사용은 숨겨진 설치에만 정당화됩니다. 케이스 아날로그보다 저렴합니다.

설계에 따라 변환기는 세 그룹으로 나뉩니다.

전자

전자 변환기에서 트랜지스터는 전류를 보정하는 역할을 합니다. 그 임무는 제어 마이크로 회로를 언로드하는 것입니다. 리플을 최대한 부드럽게 하기 위해 회로의 출력단에 콘덴서를 설치합니다.
전자 장치는 고가이지만 최대 750mA까지 전류를 안정화합니다. 이 유형의 최신 드라이버는 일반적으로 E27 베이스가 있는 램프에 설치됩니다. 주요 단점은 고주파수 범위의 리플과 간섭입니다. 라디오와 같은 가전 제품을 램프와 동일한 소켓에 꽂으면 FM 주파수에서 간섭이 발생합니다. . 좋은 전자 드라이버에는 한 번에 두 개의 커패시터가 있어야 합니다.

• 맥동을 부드럽게하는 전해 ;
• 고주파를 낮추는 세라믹 .

이 조합은 특히 중국산 드라이버에서 드뭅니다. IC에 정통한 사용자는 저항 값을 변경하여 드라이버의 출력 매개변수를 얻을 수 있습니다. 약 95%의 고효율로 인해 전자 드라이버는 다양한 목적으로 사용됩니다(자동차 LED 램프, 가로등 및 가정용 조명의 작동을 보장하기 위해).

커패시터 기반

커패시터 사용을 기반으로 한 드라이버는 다소 덜 유명합니다. 이러한 장치를 사용하는 거의 모든 예산 LED 램프 회로는 유사한 특성을 가지고 있습니다.
제조업체의 전기 회로 변경으로 인해 일부 요소가 제거될 수 있습니다. 특히 리플을 부드럽게 하는 커패시터가 없는 경우가 많습니다. 커패시터 드라이버의 장점:

• 디자인의 단순성;
• 전력 손실은 반도체 소자의 저항과 접합부에서만 관찰되기 때문에 효율은 100%에 가깝습니다.

GOST에 따르면 허용 리플률은 10-20%이며 조명 장치가 작동하는 방의 목적에 따라 다릅니다.

디밍 가능

조광기는 LED의 밝기를 조절하는 장치입니다. 많은 최신 드라이버에는 이러한 유용한 기능이 통합되어 있습니다.
디머블 드라이버의 장점:

• 사용자는 현재 순간에 편안한 조명 수준을 선택합니다.
• 전류 안정기에 조광기를 포함하면 전기와 LED 수명을 모두 경제적으로 소비할 수 있습니다.

실행 옵션:

• 조광 장치는 전원 공급 장치와 LED 램프 사이에 있습니다. 이러한 장치는 LED에 공급되는 전기를 제어합니다. 일반적으로 이들은 전류량을 보정하는 펄스 폭 안정기(PWM)입니다.
• 장치는 전원 공급 장치를 제어합니다. 전류 보정을 수행합니다. 다이오드의 밝기와 색상이 변경됩니다.

일생

드라이버의 올바른 작동 기간은 품질 및 작동 조건에 따라 다릅니다. 그러나 최고 품질의 장치라도 연결된 LED보다 리소스가 훨씬 적습니다. 유명 브랜드의 LED 소자는 약 100,000시간 동안 지속됩니다. 드라이버 작동 예상 시간:

• 낮은 품질 – 최대 20,000시간;
• 평균 – 최대 50,000시간;
• 높음 – 최대 70,000시간.

생산 및 거리의 경우 수명이 긴 드라이버를 사용하는 것이 좋습니다.

LED용 전류 안정기의 지속 시간은 외부 요인의 영향을 받습니다. 드라이버는 다음과 같은 이유로 실패할 수 있습니다.

• 장치의 보호 수준에 해당하지 않는 실내의 높은 습도;
• 급격한 온도 변화;
• 환기 불량;
• 잘못된 부하 전력 계산.

대부분의 경우 드라이버는 커패시터로 인해 고장납니다. 네트워크의 전력 서지 중에 실패합니다.

드라이버를 선택하는 방법?

국내 시장에서 판매되는 대부분의 LED 조명 드라이버는 중국산으로 가격이 싸고 품질이 좋지 않다. 중국 LED 램프 드라이버에서는 결함이 있는 미세 회로가 자주 발견되므로 구입하지 않는 것이 좋습니다. 이러한 장치는 빨리 고장나며 새 장치로 교환하거나 돈을 반환할 가능성은 거의 없습니다. LED 드라이버 선택 팁:

• 부하와 함께 현재 안정기를 가져 가라.
• 드라이버에 연결될 부하 전력을 고려하십시오.
• 몸에주의하십시오. 전원, 전압 범위(입력 및 출력), 안정화된 전류의 공칭 값, 습기 및 먼지 저항 등급을 표시해야 합니다.

최대 드라이버 파워

출력 전압은 회로의 다이오드 수와 포함 방식에 따라 다릅니다. 전기 회로의 각 블록이 소비하는 에너지의 합보다 크거나 같아야 합니다. 정격 전류는 소자의 전력과 밝기에 따라 결정됩니다. 안정기의 목적은 다이오드에 필요한 에너지를 제공하는 것입니다. LED의 총 전력은 각 요소의 매개변수, 개수 및 색상에 따라 결정됩니다. 소비된 에너지의 양은 다음 공식에 따라 계산됩니다. P = PLED x N, 여기서 N은 회로의 다이오드 수이고 PLED는 다이오드 1개의 전력입니다. 공칭 값은 계산 된 전력보다 20-30 % 더 많이 사용됩니다. Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. 요소의 광선 색상도 고려됩니다. 출력 전압에 영향을 줍니다. 장치 또는 포장에 직접 표시되어 있습니다. 예를 들어, 3개의 3W LED가 있습니다. 그러면 총 전력은 9와트입니다. 권장 드라이버 Pmax = 9 x 1.3 = 11.7와트.

가격

LED 조명용 드라이버는 전기 상점, 인터넷, 라디오 부품을 취급하는 소매점에서 판매됩니다. 온라인 구매가 가장 저렴합니다.
현재 안정제의 대략적인 가격:

• DC12V (전력 18W, 입력 전압 12V, 출력 100-240V) – 190루블;
• LB0138 (6W, 45V, 220V) – 170루블;
• YW-83590 (21W, 25-35V, 200-240V) – 690루블;
• LB009 (150W, 12V, 170-260V) – 750루블.

PT4115 초소형 회로 – 벅 컨버터 – 비용은 개당 150루블입니다. 더 강력한 요소의 비용은 150에서 수천 루블입니다.

기타 특성

드라이버를 구입할 때 다음 특성에주의하십시오.

• 출력 전압. 그 값은 램프의 LED 수, 전원 공급 방식 및 반도체 양단의 전압 강하에 따라 다릅니다. 시장에는 2~50V 이상의 전압을 가진 장치가 있습니다.
• 정격 전류. 최적의 밝기를 제공하기에 충분해야 합니다.
• LED 색상. 전압 강하에 영향을 줍니다.

LED 색상에 대한 전기 매개변수의 의존성:

광원에 3개의 1W 백색광 LED가 직렬로 연결된 경우 전압이 9-12V이고 전류가 350mA인 드라이버가 필요합니다. 백색 결정의 전압 강하는 3.3V입니다. 직렬로 연결하면 전압이 합산됩니다. 드라이버의 동작 범위를 만족시키는 9.9V가 나온다. 수정에 따라 하나, 둘 또는 그 이상의 특정 수의 LED에 장치가 사용됩니다.

일상 생활과 식물 램프의 경우 경우에 드라이버를 사용하는 것이 좋습니다. 프레임이 없는 것보다 더 심미적이고 안전합니다.

예를 들어, LED 램프에 9918c 칩이 있는 LED 드라이버는 조광이 불가능한 램프를 구동하는 데 적합하며 최대 25W의 전력을 지원합니다.

드라이버 연결

드라이버는 LED에 연결하는 것이 매우 간단합니다. 몸에는 필요한 모든 표시가 있습니다. 입력 전압이 입력 단자(INPUT)에 적용되고 LED 스트링이 출력 단자(OUTPUT)에 연결됩니다. 가장 중요한 것은 극성을 관찰하는 것입니다.

입력 극성

드라이버가 정전압으로 구동되는 경우 전원의 양극은 “+” 단자에 연결됩니다. AC 전압의 경우 입력 단자의 라벨에 주의하십시오. 표시 옵션:

• “L”과 “N”. 출력 “L”에 위상을 적용합니다. 특수 전기 드라이버로 찾을 수 있습니다. 중성선을 “N” 단자에 연결합니다.
• “~”, “AC” 또는 표시 없음. 이 경우 극성은 중요하지 않으므로 관찰할 수 없습니다.

출력 극성

여기에서는 항상 극성을 준수해야 합니다. “플러스” 와이어는 첫 번째 반도체 소자의 애노드에 연결되고 “마이너스” 와이어는 마지막 다이오드의 캐소드에 연결됩니다. 드라이버 연결:
220/12V LED 램프 드라이버 회로(입력/출력 전압):

LED 램프 드라이버 수리

전류 조정기가 기능을 수행하는 기능을 잃으면 LED가 손상될 수 있습니다. 시간의 고장을 식별하는 것이 중요합니다. LED 램프 드라이버를 테스트하기 위해 입력에 220V가 인가되고 작동하는 드라이버의 출력에 일정한 전압이 나타나야 합니다. 또한 그 값은 장치 포장에 표시된 상한 범위보다 약간 더 큽니다. 이 방법은 구현이 간단하지만 장치의 상태를 판단할 수 없습니다. 드라이버가 올바른지 확인하려면 다음을 수행하십시오.

1. 전류 안정기의 출력에 저항을 설치하십시오. 저항은 주어진 전류를 고려하여 선택됩니다. 옴의 법칙에 의해 결정됨: R=U/I.
2. 계산 된 저항과 해당 전력으로 저항을 가져옵니다.
3. 저항을 설치한 후 테스터로 출력 전압을 측정합니다. 작동 범위를 벗어나지 않으면 장치가 제대로 작동하는 것입니다.

드라이버 오류를 검색하는 두 번째 방법:

1. 장치에 퓨즈가 있으면 링하십시오. 테스터는 저항이 0임을 보여야 합니다. 저항이 무한대가 되면 퓨즈를 교체하십시오. 네트워크를 켠 후 램프가 켜지면 수리가 완료된 것입니다.
2. 퓨즈가 끊어지지 않은 경우 고장을 더 찾아보십시오. 다이오드 브리지를 확인하십시오.
3. 정류기가 정상이면 평활 커패시터를 납땜 해제하고 링을 울려야 합니다. 우리 눈앞에서 자라는 작은 저항은 커패시터의 서비스 가능성을 나타냅니다.
4. 단순한 드라이버의 경우 이러한 확인으로 문제의 원인을 찾는 데 충분합니다. 복잡한 전류 안정기에서는 모든 다이오드와 전해 커패시터를 연결해야 합니다.

고장을 찾으려고 할 때 회로 작동 원리를 고려하십시오.

• 선의. 이러한 드라이버에서 전압 강하에 대한 보호는 5-100 Ohm 저항을 사용하여 수행됩니다. 하나의 저항은 정류기(다이오드 브리지)의 입력에 배치됩니다. 깜박임을 줄이기 위해 큰 전해 콘덴서가 부하와 병렬로 연결됩니다.
• 맥박. 이 변환기에는 과열, 과부하 및 과전압과 같은 모든 위협으로부터 보호하는 미세 회로가 있습니다. 그들은 깨지 않아야하지만 모든 것은 중국 운전자와 함께 발생합니다.

드라이버 수리의 문제는 올바른 미세 회로를 선택하는 것이 어렵다는 데 있습니다. 특히 안정제가 중국산이라면 더욱 그렇습니다. 현재 안정 장치의 고장 원인을 찾을 수있는 방법이 없으면 전문가에게 문의해야합니다. 또는 다른 드라이버를 구입하십시오.

전원 공급 장치와의 차이점

드라이버 많은 사용자가 전원 공급 장치를 잘못 호출합니다. 사실, 그들은 다른 장치입니다. 전원 공급 장치는 전압, 드라이버 – 전류를 안정화합니다. LED가 잘못된 전원에 연결되면 빠르게 실패합니다. 전원 공급 장치는 다음과 같습니다.

• 변신 로봇. 그들은 많은 면에서 경쟁자들에게 지기 때문에 오늘날에는 드물다. 변압기 블록은 220V의 전압에서 12V 또는 24V를 만듭니다. 그런 다음 교류 전압을 정류합니다. 부하에 적용됩니다.
• 맥박. 그들에서 전압은 즉시 직선화됩니다. 220V AC는 220V DC로 변환됩니다. 그런 다음 고주파의 교류 전압을 생성하는 펄스 발생기로 이동합니다. 마지막 요소는 변압기입니다.

두 전원 공급 장치 모두 동일한 크기의 일정한 전압을 출력합니다. 이러한 장치는 전류에 의해 “전원이 공급”되기 때문에 LED에 적합하지 않습니다. 그리고 반도체 양단의 전압 강하는 그 특성 중 하나일 뿐입니다. 예를 들어 10mA 및 2.7V와 같은 매개 변수가 LED에 기록되면 표시된 암페어 이상을 통과할 수 없음을 의미합니다. 10mA의 전류가 흐르면 반도체에서 2.7V가 손실됩니다. 이것은 정확히 손실이며 LED를 켜는 데 필요한 전압이 아닙니다.

자신의 손으로 선형 LED 드라이버를 만드는 방법은 무엇입니까?

기성품 초소형 회로가 있으면 초보자 무선 아마추어는 LED용 드라이버를 조립할 수 있습니다. 이 일을 하려면 전기 회로도를 읽고 납땜 인두를 소유하는 두 가지 일을 할 수 있어야 합니다. 예를 들어 PowTech 칩 PT4115(중국)를 사용하여 3W LED용 전류 안정기를 조립할 수 있습니다. 이 초소형 회로를 기반으로 만들어진 변환기는 최소한의 요소와 고효율을 제공합니다. 가장 간단한 전류 변환기는 전화 충전기에서도 조립됩니다. 다음은 3개의 1W LED용 드라이버를 조립하기 위한 지침입니다. 작업을 위해서는 다음이 필요합니다.

• 오래된 휴대폰 충전기. 예를 들어 삼성에서 – 더 안정적입니다. 장치 매개변수 – 5V 및 700mA.
• 저항이 10kOhm인 트리머 저항.
• 1W의 전력을 가진 3개의 LED 요소.
• 플러그가 있는 코드.

드라이버를 조립하는 방법:

1. 구성품이 손상되지 않도록 주의하면서 충전기를 분해합니다.
2. 납땜 인두를 사용하여 입력에서 5kΩ 저항을 납땜하십시오. 조정 가능한 저항으로 교체하십시오.
3. 로드 및 극성에 대한 출력을 결정하여 LED를 적절하게 납땜하십시오. 직렬 회로에 사전 조립되어 있습니다.
4. 코드에서 접점을 분리하고 플러그가 있는 전선을 거기에 넣습니다. 안정 장치가 작동하는지 확인하기 전에 모든 것이 올바르게 연결되어 있는지 확인하십시오. 실수하면 단락이 발생할 수 있습니다.
5. LED가 켜지도록 트리머로 전류를 조정합니다.
6. 발광 소자가 켜져 있으면 테스터로 전압, 전류, 전원을 확인하십시오.

LED가 켜져 있고 불꽃이나 연기가 없으면 조립이 잘 된 것입니다. DIY가 준비된 것입니다. 적절하게 선택된 드라이버의 사용은 LED 전원 공급 장치의 고품질 및 장기 작동을 위한 중요한 조건입니다. 가장 안정적인 옵션은 LED 램프와 함께 브랜드 장치를 구입하는 것입니다. 회로를 이해하고 납땜 인두의 “친구”라면 항상 LED 요소에 적합한 드라이버를 조립할 수 있습니다.