Дизајнот и принципот на работа на драјвери за LED светилки

Возачите се специјални уреди кои обезбедуваат стабилна работа на LED светилки. Без нив, диодите се нестабилни и брзо пропаѓаат. Ќе научиме како се наредени и како функционираат возачите.

Зошто LED драјвер?

LED диодите се енергетски поефикасни и траат подолго од светилките со вжарено. Тие можат да работат со години и да трошат неколку пати помалку струја од конвенционалните светилки, со стабилно напојување, за што е одговорен возачот.
LED диодите се многу чувствителни на напојувањето што се испорачува на нивните влезови. Тие не се плашат од пониски вредности, но зголемените напони и струи не само што можат значително да го намалат ресурсот на полупроводниците, туку и да ги оневозможат. Задачата на возачот е да ги обезбеди LED диодите со стабилна струја. Возач за LED светилки – напојување. Тоа е електронско коло, чиј излез е константна струја со дадена вредност.

За да можат LED елементите да работат долго и ефикасно, да горат светло и без треперење, струја со таква вредност што е означена во листот со технички податоци на полупроводничкиот елемент мора да тече низ LED диодите.

LED драјверите што ги нудат производителите се дизајнирани за напон од 10, 12, 24, 220 V и директни струи од 350 mA, 700 mA, 1 A. Вообичаено, драјверите се направени за специфични тела, но има и универзални уреди на продажба кои одговараат повеќето LED-артикли од познати брендови. Тековните стабилизатори се користат во:

• системи за улично и домашно осветлување;
• десктоп канцелариски светилки;
• LED ленти и декоративно осветлување.

Возачите ја менуваат осветленоста и бојата на LED диодите. Ова се прави со помош на копчињата или далечинскиот управувач. LED светилка без драјвер е нестабилна и има ризик од брзо откажување.

Принцип на работа

На влезот на LED драјверот се применува напон, кој може да варира. Струјата поминува низ отпорите R1 и R3, добивајќи ја саканата вредност, а кондензаторот C1 ја поставува својата фреквенција. Наизменичната струја, стекнувајќи ги поставените параметри, влегува во диодниот мост. Поминувајќи низ овој исправувач, струјата се претвора од наизменична во директна. Понатаму, неговите параметри се прилагодуваат со отпорниците R2 и R4 и кондензаторот C2. На овој начин се постигнува максимална точност на параметрите на излезната струја. Дијаграм на електрично коло на уредот:

Видови драјвери според принципот на работа

Сите драјвери за LED диоди се поделени на линеарни и импулсни. Секоја група има свои добрите, лошите страни и препораки за употреба. Споредба на линеарен и пулсен конвертор на струја:

Линеарна

Врз основа на линеарното коло, се создаваат наједноставните драјвери за LED светилката. Како елемент за стабилизација, се користи ограничувачки отпорник со променлив отпор. Во индустриски двигател, „моторот“ на отпорникот не е контролиран од лице, туку од електроника. Ако напонот се зголеми до критичните вредности, струјата исто така почнува да расте, а кога ќе достигне неприфатлива вредност, ЛЕР се прегрее и последователно се уништува. Во посложени кола, транзисторите се користат за регулирање на струјата. Недостаток на линеарното коло е големи загуби на моќност, бидејќи со зголемување на напонот, неговата бескорисна дисипација се зголемува. Сличен недостаток е дозволен, освен за светилки со мала моќност. За LED диоди со повеќе вати, таквите шеми не се соодветни. Предности на линеарна шема за стабилизација:

• едноставен дизајн;
• ниска цена;
• доволна сигурност (при мала моќност на оптоварување).

Линеарен стабилизатор:

Пулсот

Втората опција е стабилизација на импулси. По вклучувањето на копчето KH, кондензаторот C се полни. По отворањето на контактите на копчето, тоа почнува да се испушта, давајќи електрична енергија на полупроводничкиот елемент. Наједноставниот регулатор за вклучување:
додека кондензаторот испушта енергија, диодата емитира светлина. Колку е поголем влезниот напон, толку е пократко времето на полнење. Со притискање и отпуштање на копчето се одржува сјајот. Овој принцип на работа се нарекува модулација со ширина на пулсот. Во секунда се случуваат десетици, па дури и илјадници операции.

Видови двигатели по тип на дизајн

Возачите за LED елементи се мало електронско коло составено од отпорници, кондензатори и полупроводнички диоди поставени на плочата. Уредите што ја стабилизираат струјата за LED диоди се достапни во 2 верзии:

• Во корпусот. Ова е најчестата опција. Цената на таков уред е повисока. Неговата главна предност е заштитата на структурните елементи од влага и прашина.
• Без тело. Нивната употреба е оправдана само за скриена инсталација. Тие се поевтини од аналози на куќиште.

Според дизајнот, конверторите се поделени во три групи.

Електронски

Во електронски конвертор, транзистор е одговорен за корекција на струјата. Нејзината задача е да го растовари контролниот микроциркут. За да се израмни бранувањето што е можно повеќе, на излезот од колото е инсталиран кондензатор.
Електронските уреди се скапи, но ја стабилизираат струјата до максимум 750 mA. Најновите драјвери од овој тип обично се инсталираат на светилки со база E27. Главните недостатоци се бранувања и пречки во опсегот на висока фреквенција. Ако апаратите за домаќинство, како што е радиото, се приклучени во истиот штекер со светилката, се јавуваат пречки на FM фреквенциите. . Еден добар електронски драјвер треба да има два кондензатори одеднаш:

• електролитски, кој ги измазнува пулсирањата;
• керамика, која ги намалува високите фреквенции.

Оваа комбинација е ретка, особено кај возачите произведени во Кина. Корисниците на IC такт можат да ги добијат излезните параметри на возачот со менување на вредностите на отпорот. Поради високата ефикасност – околу 95% – електронските драјвери се користат за различни намени (за да се обезбеди работа на автомобилски LED светилки, улично и домаќинско осветлување).

Врз основа на кондензатори

Возачите базирани на употреба на кондензатори се нешто помалку популарни. Речиси сите кола буџетски LED светилки со такви уреди имаат слични карактеристики.
Поради промените направени од производителите на електричните кола, некои елементи може да се отстранат од нив. Особено често тие немаат кондензатор одговорен за измазнување на бранувањата. Предности на двигателите на кондензаторите:

• едноставност на дизајнот;
• Ефикасноста се стреми до 100%, бидејќи загубите на моќност се забележани само во отпорници и спојки на полупроводнички елементи.

Според ГОСТ, дозволената стапка на бранување е 10-20% и зависи од намената на просторијата во која работи уредот за осветлување.

Затемнувачко

Затемнувач е уред кој ја контролира осветленоста на LED диодите. Многу современи драјвери ги вклучуваат овие корисни функции.
Предности на драјвери со затемнување:

• корисникот го избира нивото на осветлување што е удобно за тековниот момент;
• вклучувањето на затемнувач во струјните стабилизатори ви овозможува економично да трошите и електрична енергија и животниот век на LED диодите.

Опции за извршување:

• Уредот за затемнување се наоѓа помеѓу напојувањето и LED светилката. Таквиот уред ја контролира електричната енергија што се доставува до LED диодите. Обично ова се стабилизатори со ширина на пулсот (PWM) кои ја коригираат количината на струја.
• Уредот го контролира напојувањето. Врши тековна корекција. Светлината и бојата на диодите се менуваат.

Доживотно

Времетраењето на правилната работа на возачот зависи од неговиот квалитет и работните услови. Но, дури и најквалитетниот уред има многу помал ресурс од LED диодите поврзани со него. LED елементите од познатите брендови траат околу 100.000 часа. Проценето време на работа на возачот:

• низок квалитет – до 20.000 часа;
• просек – до 50.000 часа;
• високо – до 70.000 часа.

За производство и улица се препорачува да се земат возачи со долг работен век.

Времетраењето на тековниот стабилизатор за LED диоди е под влијание на надворешни фактори. Возачот може да не успее од следниве причини:

• висока влажност во просторијата, што не одговара на степенот на заштита на уредот;
• остри температурни промени;
• слаба вентилација;
• неточна пресметка на моќноста на оптоварувањето.

Најчесто, возачот се распаѓа поради кондензаторот – не успева за време на пренапони на електрична енергија во мрежата.

Како да изберете возач?

Повеќето двигатели за LED осветлување што се продаваат на домашниот пазар се произведени во Кина, се евтини и не се со висок квалитет. Во кинеските двигатели на LED светилки, често се наоѓаат неисправни микроциркули, не се препорачува да се купат. Таков уред брзо пропаѓа, и малку е веројатно дека ќе биде можно да се замени за нов или да се вратат парите. Совети за избор на LED драјвер:

• Земете го тековниот стабилизатор заедно со товарот.
• Размислете за моќноста на товарот што ќе биде поврзана со возачот.
• Обрнете внимание на телото. Треба да ги означи моќноста, опсегот на напон (влез и излез), номиналната вредност на стабилизираната струја, класата на отпорност на влага и прашина.

Максимална моќност на возачот

Излезниот напон зависи од бројот на диоди во колото и од шемата на нивното вклучување. Таа мора да биде поголема или еднаква на збирот на енергијата потрошена од секој блок од електричното коло. Номиналната струја се одредува според моќта на елементите и нивната осветленост. Целта на стабилизаторот е да ги обезбеди диодите со потребната енергија. Вкупната моќност на LED диодите се одредува според параметрите на секој елемент, нивниот број и боја. Количината на потрошената енергија се пресметува според формулата: P = PLED x N, каде што N е бројот на диоди во колото, PLED е моќноста на една диода. Номиналната вредност се зема за 20-30% повеќе од пресметаната моќност: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Се зема предвид и бојата на сјајот на елементите. Тоа влијае на излезниот напон. Тоа е означено директно на уредот или на пакувањето. На пример, има три LED диоди од 3W. Тогаш вкупната моќност е 9 вати. Препорачан драјвер Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 вати.

Цена

Возачите за LED осветлување се продаваат во продавници за електрична енергија, на Интернет, на малопродажни места што се занимаваат со радио компоненти. Купувањето онлајн е најевтино.
Приближни цени за тековните стабилизатори:

• DC12V (моќност 18 W, влезен напон 12 V, излез 100-240 V) – 190 рубли;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 рубли;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 рубли;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 рубли.

Микроколото PT4115 – конвертор на бак – чини 150 рубли по парче. Помоќните елементи чинат од 150 до неколку илјади рубли.

Други карактеристики

Кога купувате возач, обрнете внимание на следниве карактеристики:

• Излезен напон. Неговата вредност зависи од бројот на LED диоди во светилката, од начинот на напојување и од падот на напонот на полупроводниците. На пазарот има уреди со напон од 2 до 50 V и повеќе.
• Номинална струја. Треба да биде доволно за да се обезбеди оптимална осветленост.
• LED боја. Тоа влијае на падот на напонот.

Зависноста на електричните параметри од бојата на LED диодите:

Ако изворот на светлина има три LED диоди со бела светлина од 1 W поврзани во серија, ќе ви треба драјвер со напон од 9-12 V и струја од 350 mA. Падот на напонот кај белите кристали е 3,3 V. Кога се поврзуваат во серија, напоните се сумираат. Излегува 9,9 V, што го задоволува опсегот на работа на возачот. Во зависност од модификацијата, уредите се користат за одреден број LED диоди – една, две или повеќе.

Во секојдневниот живот и за фитолампи, се препорачува да се користат драјвери во случаи. Тие се поестетски и побезбедни од оние без рамка.

На пример, LED драјвери со чип 9918c во LED светилка се погодни за возење на светилки што не се затемнуваат и поддржуваат моќност до 25W.

Поврзување на возачот

Возачот е прилично едноставен за поврзување со LED диоди. На неговото тело ги има сите потребни ознаки. На влезните терминали се применува влезен напон (INPUT), а низа LED диоди се поврзани со излезните терминали (OUTPUT). Главната работа е да се набљудува поларитетот.

Влезен поларитет

Ако возачот се напојува со постојан напон, позитивниот пол на изворот на енергија е поврзан со неговиот терминал „+“. За AC напон, обрнете внимание на етикетирањето на влезните терминали. Опции за обележување:

• „L“ и „N“. Примени фаза на излезот “L”. Можете да го најдете со посебен електричен шрафцигер. Поврзете ја неутралната жица со терминалот “N”.
• „~“, „AC“ или без означување. Во овој случај, поларитетот не е важен, не можете да го набљудувате.

Излезен поларитет

Тука секогаш мора да се набљудува поларитетот. Жицата “плус” е поврзана со анодата на првиот полупроводнички елемент, жицата “минус” е поврзана со катодата на последната диода. Поврзување на драјверот:
коло за двигател на LED светилка од 220/12V (влезен/излезен напон):

Поправка на драјвери за LED светилки

Ако тековниот регулатор ја изгуби способноста да ги извршува своите функции, тоа може да доведе до оштетување на LED диодите. Важно е да се идентификува дефектот на време. За тестирање на двигателот на LED светилката, на неговиот влез се применува 220 V. На излезот на работниот двигател треба да се појави постојан напон. Покрај тоа, неговата вредност ќе биде малку поголема од горниот опсег наведен на пакувањето на уредот. Овој метод е едноставен за имплементација, но не овозможува да се процени здравјето на уредот. За да проверите дали возачот работи, направете го следново:

1. Инсталирајте отпорник на излезот од струјниот стабилизатор. Неговиот отпор е избран земајќи ја предвид дадената струја. Утврдено со Омовиот закон: R=U/I.
2. Земете отпорник со пресметаниот отпор и соодветната моќност.
3. По инсталирањето на отпорникот, измерете го излезниот напон со тестер. Ако не го надмине опсегот на работа, уредот работи правилно.

Вториот начин за пребарување на неуспеси на возачот:

1. Ако уредот има осигурувач, заѕвонете го. Тестерот треба да покаже дека отпорот е нула. Ако отпорот се стреми кон бесконечност, заменете го осигурувачот. Ако свети ламбата по вклучувањето на мрежата, поправката е завршена.
2. Ако осигурувачот не изгоре, побарајте дефект понатаму. Проверете го диодниот мост.
3. Ако исправувачот е во ред, ќе мора да го одлемете кондензаторот за измазнување и да го заѕвоните. Мал отпор, кој расте пред нашите очи, укажува на употребливоста на кондензаторот.
4. За едноставен возач, овие проверки ќе бидат доволни за да се најде изворот на проблемот. Во сложените струјни стабилизатори, ќе треба да ги заѕвоните сите диоди и електролитски кондензатори.

Кога се обидувате да пронајдете дефект, земете го во предвид принципот на работа на колото:

• Линеарна. Во такви драјвери, заштитата од падови на напон се врши со употреба на отпорници од 5-100 Ом. Еден отпор се поставува на влезот на исправувачот (диоден мост). За да се намали треперењето, паралелно со оптоварувањето е поврзан голем електролитски кондензатор.
• Пулсот. Во овие конвертори има микроциркути кои имаат заштита од сите закани – прегревање, преоптоварувања и пренапони. Тие не треба да се скршат, но се се случува со кинеските возачи.

Проблемот со поправка на драјверите лежи во тешкотијата на избирање на вистинските микроциркули. Особено ако стабилизаторот е направен во Кина. Ако ниту еден метод не ви дозволува да ги пронајдете причините за дефект на тековниот стабилизатор, ќе мора да контактирате со специјалист. Или купи друг возач.

Разлики од напојувањата

Возачот многу корисници погрешно го нарекуваат напојувањето. Всушност, тие се различни уреди. Напојувањето го стабилизира напонот, возачот – струјата. Ако LED диодите се поврзани со погрешен извор на енергија, тие брзо откажуваат. Напојувањето може да биде:

• Трансформатор. Тие се ретки денес, бидејќи во многу аспекти губат од своите конкуренти. Трансформаторскиот блок прави 12 или 24 V од напон од 220 V. Потоа наизменичниот напон се исправа за да се насочи. Се нанесува на товарот.
• Пулсот. Во нив, напонот се исправа веднаш – 220 V AC се претвораат во 220 V DC. Потоа оди до генераторот на импулси, што создава наизменичен напон со висока фреквенција. Последниот елемент е трансформаторот.

Двете напојувања даваат постојан напон со иста големина. Таквите уреди не се погодни за LED диоди, бидејќи тие се „напојуваат“ со електрична струја. А падот на напонот на полупроводниците е само една од нивните карактеристики. Ако на ЛЕР се напишани параметри, на пример, 10 mA и 2,7 V, тоа значи дека не може да се помине преку него повеќе од наведените ампери – ќе изгори. Со поминување на струја од 10 mA, на полупроводникот се губат 2,7 V. Токму тоа е загубата, а не напонот потребен за палење на LED диодите.

Како да направите линеарен LED драјвер со свои раце?

Имајќи готови микроциркути, секој почетник радио аматер може да собере драјвер за LED диоди. За оваа работа, треба да бидете способни да направите две работи – да читате дијаграми за електрични кола и да поседувате рачка за лемење. На пример, можете да соберете струен стабилизатор за LED диоди од 3 W користејќи го чипот PowTech – PT4115 (Кина). Конверторот, создаден врз основа на овој микроспој, има минимум елементи и висока ефикасност. Наједноставниот конвертор на струја се составува дури и од полнач за телефон. Следното е упатство за составување драјвер за три LED диоди од 1W. За работа ќе ви требаат:

• Стар полнач за мобилен телефон. На пример, од Samsung – тие се посигурни. Параметри на уредот – 5 V и 700 mA.
• Отпорник за тример со отпор од 10 kOhm.
• Три LED елементи со моќност од 1 W.
• Кабел со приклучок.

Како да го соберете драјверот:

1. Расклопете го полначот, внимавајќи да не ги оштетите неговите елементи.
2. Користете рачка за лемење за лемење на отпорник од 5 kΩ на влезот. Заменете го со прилагодлив отпорник.
3. Одредете го излезот за оптоварувањето и поларитетот со цел правилно да ги залемете LED диодите. Тие се претходно собрани во сериско коло.
4. Одлемете ги контактите од кабелот и ставете жица со приклучок таму. Пред да проверите дали стабилизаторот работи, проверете дали сè е правилно поврзано. Ако направите грешка, може да дојде до краток спој.
5. Прилагодете ја струјата со тримерот за да светат LED диодите.
6. Ако елементите што емитуваат светлина се вклучени, проверете го напонот, струјата и моќноста со тестер.

Ако LED диодите се запалени, нема искра или чад, склопувањето помина добро – вашиот DIY е подготвен. Употребата на правилно избран драјвер е важен услов за висококвалитетно и долгорочно работење на напојувањата со LED диоди. Најсигурна опција е да купите брендиран уред заедно со LED светилки. Ако ги разбирате кола и сте „пријатели“ со рачка за лемење, секогаш можете да соберете соодветен драјвер за LED елементи.