Kas yra LED lempų tvarkyklė, kaip pasirinkti ir patikrinti šį įrenginį?

Specialios elektroninės grandinės – tvarkyklės – leidžia pailginti šviesos diodų tarnavimo laiką, padaryti jų švytėjimą vienodą ir kokybišką. Sužinosime, kaip veikia šis įrenginys, kaip jį teisingai išsirinkti ir sumontuoti bei pasigaminti patiems.

Kas yra vairuotojas ir kam jis reikalingas?

Šviesos diodai labai jautrūs tinklo parametrų pokyčiams, todėl į tinklą jungiami per tvarkyklę – elektroninį įrenginį, valdantį srovę ir įtampą. Paprastai LED lempos tvarkyklė parenkama su galios riba ir atsižvelgiant į išėjimo įtampos ir srovės diapazoną. Jei jo parametrai netinka LED įrenginiui, jis taps netinkamas naudoti, jį teks utilizuoti.

Veikimo principas, klasikinė grandinė ir skirtumas nuo maitinimo šaltinio

Nors vairuotojas dažnai vadinamas maitinimo šaltiniu, tarp jų yra skirtumas. Vairuotojas yra srovės šaltinis, kuris išlaiko pastovią vertę, einančią per šviesos diodą, o maitinimo šaltinis palaiko stabilią įtampą. Apsvarstykite, kaip veikia maitinimo šaltinis konkrečiame pavyzdyje:

• Prijunkite 40 omų varžą (R) prie 12 V šaltinio.
• Tegul per rezistorių teka 300 mA srovė (I). Įrengus du rezistorius, srovė padvigubės iki 600 mA. Šiuo atveju įtampa nepasikeis, nes ji turi proporcingą ryšį su srove ir varža (Omo dėsnis I \u003d U / R).

Dabar pažiūrėkime, kaip veikia tvarkyklė:

• Tegul 30 Ω rezistorius (R) yra įtrauktas į grandinę su 225 mA tvarkykle.
• Jei, esant 12 V įtampai (U), prijungiami du lygiagrečiai sujungti 30 omų rezistoriai, srovė išliks tokia pati – 225 mA, o įtampa taps perpus mažesnė – 6 V.

Vairuotojas galiausiai suteikia apkrovą tam tikra išėjimo srove, neatsižvelgiant į galios šuolių. Todėl šviesos diodai, kurie bus tiekiami su 6 V įtampa, švies taip pat ryškiai kaip ir 10 V šaltinio, jei į jį bus nukreiptas tam tikras srovės lygis. LED
tvarkyklės grandinė: Vairuotojo grandinė susideda iš trijų tarpusavyje sujungtų mazgų:

• talpa įtampos atskyrimui;
• ištaisymo modulis;
• stabilizatorius.

Kaip veikia grandinė:

1. Kai praeina srovė, kondensatorius C kraunamas tol, kol jis visiškai įkraunamas. Kuo mažesnė jo talpa, tuo greičiau jis bus įkraunamas.
2. Kintamoji srovė paverčiama pulsuojančia. Pirmoji bangos dalis yra išlyginta, kai ji praeina per kondensatorių C.
3. Elektrolitinis kondensatorius, kuris užbaigia grandinę, tarnauja kaip išlyginamasis filtras-stabilizatorius.

Specifikacijos

Perkant LED lempą gali tekti įsigyti tvarkyklę, jei apšvietimo įrenginyje nėra srovės keitiklio. Pagrindinės charakteristikos:

• išėjimo srovė, A;
• darbinė galia, W;
• išėjimo įtampa, V.

Išėjimo įtampa gali skirtis. Tai priklauso nuo maitinimo prijungimo schemos ir šviesos diodų skaičiaus. Ryškumo ir galios lygis priklauso nuo srovės stiprumo. Kad diodai šviestų ryškiai, o ne tamsūs, srovė tvarkyklės išėjime palaikoma tam tikrame lygyje. Konverterio galia turėtų būti šiek tiek didesnė už bendrą visų diodų vatų skaičių. Vairuotojo galiai apskaičiuoti naudojama formulė: P \u003d P (led) × X kur:

• P (led) – vieno šviesos diodo galia;
• X yra diodų skaičius.

Jei apskaičiuota galia yra 10 W, vairuotojas turi būti imamas su 20–30% atsarga.

Vairuotojų tipai

Visi vairuotojai išskiriami pagal tris kriterijus – pagal stabilizavimo būdą, konstrukcijos ypatybes ir apsaugos buvimą / nebuvimą. Apsvarstykime visas galimybes išsamiau.

Linijinis ir impulsinis

Priklausomai nuo srovės stabilizavimo grandinės, vairuotojai skirstomi į du tipus – linijinius ir impulsinius. Jie skiriasi veikimo principu ir efektyvumu. Prieš elektroninę vairuotojo grandinę buvo nustatyta užduotis – užtikrinti stabilias į kristalą (LED) tiekiamos srovės ir įtampos vertes. Paprasčiausias ir pigiausias variantas yra į grandinę įtraukti ribojantį rezistorių. Linijinė galios schema:
Ši elementari grandinė negali užtikrinti automatinės srovės priežiūros. Didėjant įtampai, ji proporcingai auga ir, viršijus leistiną vertę, kristalas subyrės nuo perkaitimo. Sudėtingesnis valdymas atliekamas įtraukiant tranzistorių į grandinę. Linijinės grandinės trūkumas yra galios sumažėjimas didėjant įtampai. Ši parinktis galioja naudojant mažos galios LED šaltinius, tačiau naudojant didelės galios šviesos diodus tokios grandinės nenaudojamos. Linijinės schemos pranašumai:

• paprastumas;
• pigumas;
• santykinis patikimumas.

Kartu su linijinėmis grandinėmis srovę ir įtampą galima stabilizuoti impulsiniu stabilizavimu:

• paspaudus mygtuką, kondensatorius įkraunamas;
• atleidus kondensatorius išsikrauna, sukauptą energiją atiduodamas puslaidininkiniam elementui (LED), kuris pradeda skleisti šviesą;
• jei įtampa kyla, tai kondensatoriaus įkrovimo laikas sumažėja, jei krenta – padidėja.

Vartotojui nereikia spausti mygtuko – elektronika viską padaro už jį. Mygtuko mechanizmo vaidmenį šiuolaikiniuose maitinimo šaltiniuose atlieka puslaidininkiai – tiristoriai arba tranzistoriai. Nagrinėjamas veikimo principas elektronikoje vadinamas impulso pločio moduliacija. Per sekundę gali įvykti dešimtys ir net tūkstančiai operacijų. Tokios schemos efektyvumas siekia 95%. Supaprastinta impulsų stabilizavimo schema:

Elektroninė, pritemdoma ir kondensatorinė

Jo taikymo sritis ir veikimo charakteristikos priklauso nuo vairuotojo įrenginio principo. Tvarkyklių tipai pagal įrenginio principą:

• Elektroninė. Jų grandinėse būtinai naudojamas tranzistorius. Išėjime sumontuotas kondensatorius, pašalinantis arba bent jau išlyginantis srovės bangavimą. Elektroniniai keitikliai gali stabilizuoti iki 750 mA sroves. Elektroninio tipo vairuotojai kovoja ne tik su bangavimu, bet ir su aukšto dažnio elektromagnetiniais trukdžiais, kuriuos sukelia elektros prietaisai (radijo, televizoriaus, maršrutizatoriaus ir kt.). Sumažinti trukdžius leidžia naudoti specialų keraminį kondensatorių. Elektroninės tvarkyklės minusas yra didelė kaina, be to, efektyvumas yra beveik 95%. Jie naudojami galinguose LED žibintuose: automobilių priekiniuose žibintuose, prožektoriuose, gatvių žibintuose.
• Pritemdomas. Pritemdomų tvarkyklių ypatybė yra galimybė valdyti lempos ryškumą. Reguliavimas pagrįstas išėjimo srovės pokyčiu, kuris lemia šviesos srauto ryškumą. Vairuotoją į grandinę galima įtraukti dviem būdais: tarp lempos ir stabilizatoriaus arba tarp maitinimo šaltinio ir keitiklio.
• Kondensatoriaus pagrindu. Tai nebrangūs modeliai, naudojami pigiems LED šviestuvams. Jei gamintojas grandinėje nepateikė išlyginamojo kondensatoriaus, tada išvestyje pastebimas pulsavimas. Kitas trūkumas yra saugumo trūkumas. Tokių modelių pranašumas yra didelis efektyvumas, siekiantis 100%, ir grandinės paprastumas. Tokius tvarkykles lengva surinkti savo rankomis.

Kondensatorių tvarkyklės gali sukelti mirgėjimą, todėl jų nerekomenduojama naudoti su vidaus prietaisais. Mirgėjimas neigiamai veikia regėjimą ir dirgina nervų sistemą.

Su kūnu ir be jo

Vairuotojas gali būti įdėtas į apsauginį dėklą arba ne. Elektroninės grandinės yra pažeidžiamos daugelio išorinių veiksnių, todėl vairuotojo įdėjimas į dėklą laikomas patikimesniu pasirinkimu. Korpusas apsaugo elektroninį keitiklį nuo drėgmės, dulkių, tiesioginių saulės spindulių ir tt Neįpakuoti modeliai yra pigesni, tačiau jų tarnavimo laikas trumpesnis ir veikimo stabilumas prastesnis. Jie labiau tinka montuoti į žemę.

Geriausias iki data

Vairuotojas įvertintas maždaug 30 000 valandų. Tai yra šiek tiek mažiau nei numatomas daugelio LED šviestuvų tarnavimo laikas. Toks sumažėjimas yra susijęs su nepalankiais veiksniais, kuriuose turi veikti dabartinis stabilizatorius. Kas neigiamai veikia vairuotojo darbą:

• galios šuoliai;
• temperatūros ir (arba) drėgmės pokyčiai.

Jei 200 W prietaisas apkraunamas 100 W, tada 50% nominalios vertės grąžinama į tinklą. Tai gali sukelti perkrovą ir elektros energijos tiekimą.

Vairuotojo tarnavimo laiką riboja išlyginimo kondensatoriaus tarnavimo laikas. Laikui bėgant elektrolitas jame išgaruoja, o prietaisas sugenda.

Kad vairuotojas veiktų ilgiau, jis turi būti eksploatuojamas patalpose, kuriose yra normalus (ne didelis) drėgnumas, ir prijungtas prie tinklo su aukštos kokybės įtampa be viršįtampių.

Kaip pasirinkti LED lempos tvarkyklę?

Prijungus prie srovės stabilizatoriaus, puslaidininkiai gauna reikiamą galią ir pasiekia savo vardines charakteristikas. Diodų tarnavimo laikas priklauso nuo to, kaip teisingai pasirinkta tvarkyklė. Į kokius parametrus reikia atkreipti dėmesį:

• Galia. Jis nustato didžiausią leistiną apkrovą, kuriai įrenginys suprojektuotas. Pavyzdžiui, žymėjimas (20×26)x1W reiškia, kad prie tvarkyklės vienu metu galima prijungti nuo 20 iki 26 šviesos diodų, kurių kiekvieno galia yra 1 W.
• Srovė ir įtampa (vardinės vertės). Gamintojai nurodo šį parametrą ant kiekvieno šviesos diodo, būtent jam pasirenkama tvarkyklė. Jei maksimali nominali srovė yra 350 mA, reikia prijungti 300–330 mA maitinimo šaltinį. Toks darbinių srovių diapazonas leidžia užtikrinti gamintojo pateiktą lempos galiojimo laiką.
• Apsaugos klasė. Nuo šio indikatoriaus priklauso, kur tiksliai lempas galima naudoti – lauke ar viduje. Atsparumo drėgmei ir sandarumo klasė žymima raidėmis IP ir išreiškiama dviem skaičiais. Pirmasis skaitmuo naudojamas vertinant apsaugą nuo kietų frakcijų (dulkių, purvo, smėlio, ledo), antrasis – nuo skystų terpių. Apsaugos klasė nenurodo temperatūros, kuriai esant galima naudoti šviestuvą.
• Rėmas. Vairuotojas gali turėti atvirą perforuotą metalinį korpusą arba uždarą. Antruoju atveju prietaisas dedamas į metalinę dėžutę. Naudojimui namuose tinka neužsandarintas plastikinis dėklas.
• Veikimo principas. Ribojantis rezistorius nepanaikina įtampos svyravimų tinkle ir neapsaugo nuo impulsinio triukšmo. Mažiausias įtampos pokytis sukelia staigius srovės šuolių. Linijiniai reguliatoriai laikomi nepatikimais ir mažo efektyvumo vairuotojais, pirmenybė teikiama perjungimo grandinėms.

Kaip patikrinti ar veikia?

Norint patikrinti vairuotoją be apkrovos, pakanka į bloko įvadą įvesti 220 V. Jei įrenginys veikia tinkamai, išėjime atsiras pastovi įtampa. Jo vertė bus šiek tiek didesnė už viršutinę ribą, nurodytą vairuotojo etiketėje. Jei, pavyzdžiui, stabilizatorius turi 27-37 V diapazoną, tada išėjimas turėtų būti apie 40 V. Norint išlaikyti srovę tam tikrame diapazone, didėjant apkrovos pasipriešinimui (be apkrovos ji linkusi į begalybę), įtampa. taip pat auga iki tam tikros ribos. Šis patikrinimo būdas yra paprastas ir prieinamas, tačiau neleidžia daryti vienareikšmiškų išvadų apie 100% įrenginio tinkamumą naudoti. Būna vairuotojų, kurie įjungus be apkrovos neužsiveda arba elgiasi nesuprantamai. Antrasis patikrinimo variantas:

1. Prijunkite rezistorių prie tvarkyklės išvesties, pasirinkdami jo varžą pagal Ohmo dėsnį. Pavyzdžiui, vairuotojo galia yra 20 W, išėjimo srovė – 600 mA, įtampa – 25-35 V. Norimas varža bus 38-58 omai.
2. Pasirinkite varžą iš nurodyto diapazono ir su atitinkama galia. Net jei jis yra mažas, to visiškai pakanka patikrinti.
3. Prijunkite rezistorių ir išmatuokite išėjimo įtampą testeriu. Jei jis yra nurodytose ribose, vairuotojas tikrai dirba.

Ieškant gedimų, būtina atsižvelgti į grandinės konstrukcijos principą. Linijinėse ir impulsinėse grandinėse gedimai gali būti susiję su tam tikromis problemomis. Galimi gedimai:

• Linijiniuose stabilizatoriuose apsaugai nuo įtampos kritimo naudojama rezistorių pora, kurios varža nuo 5 iki 100 omų. Vienas yra diodo tiltelio įėjime, antrasis – išėjime. Norėdami sumažinti mirgėjimą, lygiagrečiai su apkrova įjungiamas didžiausios talpos kondensatorius-elektrolitas. Linijinės tvarkyklės gedimai gali būti siejami su vieno ar dviejų apsauginių rezistorių perdegimu vienu metu.
• Impulsinės srovės keitikliuose mikroschemos yra apsaugotos nuo perkrovos, perkaitimo ir viršįtampių ir teoriškai negali nutrūkti. Tiesą sakant, bet kokia mikroschema, ypač Kinijoje pagamintose tvarkyklėse, gali tapti netinkama naudoti. Problemą apsunkina tai, kad daugeliui Kinijos lustų sunku rasti pakaitalų. Kai kurių jų negalima rasti net internete.

Ryšys

Tvarkyklės prijungimas prie šviesos diodų nesukelia sunkumų vartotojams, nes ant jo korpuso yra reikiamas žymėjimas. Kaip prijungti tvarkyklę:

1. Įvesties laidams prijunkite įvesties įtampą (INPUT).
2. Prijunkite šviesos diodus prie išvesties laidų (OUTPUT).

Jungdami atkreipkite dėmesį į poliškumą:

• Polinė įvestis (INPUT). Jei vairuotojas maitinamas nuolatine įtampa, prijunkite „+“ išvestį prie to paties maitinimo šaltinio poliaus. Jei įtampa yra kintamoji, atkreipkite dėmesį į įvesties laidų žymes. Yra dvi parinktys:
  • “L” ir “N”. Taikykite fazę prie išvesties „L“ (raskite ją indikatoriniu atsuktuvu), prie „N“ – nulis.
  • “~”, “AC” arba nėra žymėjimo – jūs negalite stebėti poliškumo.
• Polinis išėjimas (OUTPUT). Visada stebėkite poliškumą. Prijunkite „+“ laidą prie 1-ojo šviesos diodo anodo, „-“ – prie paskutinio šviesos diodo katodo. Visi puslaidininkiai yra sujungti nuosekliai – kito anodas pritvirtintas prie ankstesnio katodo.

Yra antras šviesos diodų prijungimo variantas – lygiagrečiai sujungtos kelios grandinės, turinčios vienodą skaičių diodų. Sujungus nuosekliai, visi elementai šviečia vienodai, su lygiagrečia versija linijos gali būti skirtingo ryškumo.

Kaip savo rankomis pasidaryti LED lempos tvarkyklę?

Vairuotoją galima pagaminti iš seno telefono įkroviklio. Tik reikia atlikti nedidelius lusto pakeitimus. Tokio naminio gaminio pakanka 3 šviesos diodams, kurių kiekvieno galia yra 1 W. Žingsnis po žingsnio apsvarstykite tvarkyklės surinkimą iš telefono įkroviklio:

1. Išimkite dėklą nuo įkroviklio.
2. Lituokliu nuimkite rezistorių, kuris riboja į telefoną tiekiamą įtampą.
3. Vietoj lituoto rezistoriaus įdėkite derinimo rezistorių. Nustatykite jį į 5000 omų.
4. Lituokite šviesos diodus nuosekliai prie išvesties kanalo.
5. Išlituokite įvesties kanalus ir vietoj jų lituokite 220 V maitinimo laidą.
6. Patikrinkite grandinės veikimą, reguliatoriumi nustatydami rezistoriaus įtampą, kad diodai degtų ryškiai, bet nekeistų spalvų.

Atlikdami naro kūrimo darbus iš įkroviklio, turite laikytis saugos taisyklių. Jei paliesite nuogas dalis, galite gauti stiprų elektros smūgį.

Vairuotoją taip pat galima sukurti nuo nulio. Norėdami tai padaryti, jums reikia lituoklio, testerio, laidų ir integruoto stabilizatoriaus KR142EN12A (arba užsienio analogo – LM317), kurį galite įsigyti bet kurioje specializuotoje parduotuvėje už 20 rublių. Įsigytos mikroschemos parametrai yra 40 V ir 1,5 A srovė. Jame yra įmontuota apsauga nuo perkrovos, perkaitimo ir trumpojo jungimo. Mikroschema stabilizuoja įtampą, o tvarkyklė išlygina srovę, todėl turėsite pakeisti standartinę mikroschemos prijungimo grandinę. Vairuotojas ant integruoto stabilizatoriaus:
Šiuo atveju mikroschemos užduotis yra reguliuoti, todėl srovė bus palaikoma reikiamame lygyje. Srovės vertę lemia rezistoriaus R1 varža. Jo nominali vertė apskaičiuojama pagal formulę: R = 1,2 / I, kur:

• R – varža, Ohm;
• Aš – dabartinė, A.

Tvarkyklės kūrimo tvarka:

1. Surinkite 9,9 V srovės reguliatorių, kurio srovė yra 300 mA. Tada R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 omai. Rezistoriaus galia – nuo 4 vatų. Galite pasiimti rezistorius, kurie naudojami televizoriuose. Jų galima nusipirkti ir parduotuvėse. Šių elementų galia 2 W, varža 1-2 omai.
2. Sujunkite rezistorius nuosekliai. Jų varža padidės ir bus lygi 2-4 omai.
3. Pritvirtinkite lustą prie radiatoriaus ir prie tvarkyklės išvesties prijunkite nuosekliai sujungtų diodų grandinę. Jungdami šviesos diodus, laikykitės poliškumo.
4. Į įvestį prijunkite pastovią 12-40 V įtampą (prietaisas skirtas 9,9 V, todėl imame su parašte). Neverta viršyti ribinės vertės – mikroschema gali perdegti. Tiekiama įtampa gali būti nestabilizuota. Galite naudoti automobilio akumuliatorių, nešiojamojo kompiuterio maitinimo šaltinį arba sumažintą transformatorių su diodiniu tilteliu. Prijunkite vairuotoją, stebėkite poliškumą – darbas atliktas.

Vairuotojų dėka galima ne tik pagerinti LED lempų veikimą, bet ir užtikrinti ilgą, nepertraukiamą jų veikimą. Atsižvelgiant į LED šviestuvų kainą, tvarkyklių naudojimas tampa ekonomišku sprendimu.