Het ontwerp en het werkingsprincipe van drivers voor LED-lampen

Drivers zijn speciale apparaten die zorgen voor een stabiele werking van LED-lampen. Zonder hen zijn diodes onstabiel en falen ze snel. We leren hoe chauffeurs zijn ingericht en hoe ze werken.

Waarom LED-driver?

Leds zijn veel energiezuiniger en gaan langer mee dan gloeilampen. Ze kunnen jarenlang werken en verbruiken meerdere keren minder elektriciteit dan conventionele gloeilampen, met een stabiele stroomvoorziening, waarvoor de bestuurder verantwoordelijk is.
LED’s zijn erg gevoelig voor het vermogen dat aan hun ingangen wordt geleverd. Ze zijn niet bang voor lagere waarden, maar verhoogde spanningen en stromen kunnen niet alleen de hulpbron van halfgeleiders aanzienlijk verminderen, maar ze ook uitschakelen. De taak van de driver is om de LED’s van een stabiele stroom te voorzien. Stuurprogramma voor LED-lampen – voeding. Het is een elektronische schakeling waarvan de uitgang een constante stroom van een bepaalde waarde is.

Om LED-elementen lang en efficiënt te laten werken, helder en zonder flikkering te laten branden, moet een stroom van een dergelijke waarde die wordt aangegeven in het technische gegevensblad van het halfgeleiderelement door de LED’s stromen.

LED-drivers die door fabrikanten worden aangeboden, zijn ontworpen voor spanningen van 10, 12, 24, 220 V en gelijkstroom van 350 mA, 700 mA, 1 A. Meestal worden drivers gemaakt voor specifieke armaturen, maar er zijn ook universele apparaten te koop die op de meeste passen. LED-artikelen van bekende merken. Huidige stabilisatoren worden gebruikt in:

• straat- en woningverlichtingssystemen;
• bureaulampen;
• LED strips en decoratieve verlichting.

Drivers veranderen de helderheid en kleur van de LED’s. Dit doe je met de draaiknoppen of de afstandsbediening. Een LED-lamp zonder driver is instabiel en loopt het risico snel uit te vallen.

Werkingsprincipe

Op de ingang van de LED-driver staat een spanning die kan variëren. De stroom gaat door de weerstanden R1 en R3, verkrijgt de gewenste waarde, en de condensator C1 stelt zijn frequentie in. Wisselstroom, die de ingestelde parameters verkrijgt, komt de diodebrug binnen. Door deze gelijkrichter te gaan, wordt de stroom omgezet van wisselstroom naar gelijkstroom. Verder worden de parameters aangepast door weerstanden R2 en R4 en condensator C2. Op deze manier wordt de maximale nauwkeurigheid van de uitgangsstroomparameters bereikt. Elektrisch schakelschema van het apparaat:

Typen stuurprogramma’s volgens het werkingsprincipe

Alle drivers voor LED’s zijn onderverdeeld in lineair en gepulseerd. Elke groep heeft zijn voor-, nadelen en aanbevelingen voor gebruik. Vergelijking van lineaire en pulsstroomomvormer:

Lineair

Op basis van het lineaire circuit worden de eenvoudigste drivers voor de LED-lamp gemaakt. Als stabilisatie-element wordt een begrenzingsweerstand met variabele weerstand gebruikt. In een industriële driver wordt de “motor” van de weerstand niet bestuurd door een persoon, maar door elektronica. Als de spanning tot kritische waarden stijgt, begint de stroom ook te groeien en wanneer deze een onaanvaardbare waarde bereikt, raakt de LED oververhit en wordt vervolgens vernietigd. In complexere circuits worden transistors gebruikt om de stroom te regelen. Het nadeel van het lineaire circuit zijn grote vermogensverliezen, omdat bij toenemende spanning de nutteloze dissipatie ervan toeneemt. Een soortgelijk nadeel is toegestaan, behalve voor lampen met een laag vermogen. Voor multi-watt LED’s zijn dergelijke schema’s niet geschikt. Voordelen van een lineair stabilisatieschema:

• simpel ontwerp;
• goedkoop;
• voldoende betrouwbaarheid (bij laag laadvermogen).

Lineaire stabilisator:

Puls

De tweede optie is impulsstabilisatie. Na het aanzetten van de KH-knop wordt de condensator C opgeladen. Nadat de contacten van de knop zijn geopend, begint deze te ontladen, waardoor het halfgeleiderelement elektriciteit krijgt. De eenvoudigste schakelregelaar:
terwijl de condensator energie afgeeft, straalt de diode licht uit. Hoe hoger de ingangsspanning, hoe korter de oplaadtijd. Door op de knop te drukken en weer los te laten, blijft de gloed behouden. Dit werkingsprincipe wordt pulsbreedtemodulatie genoemd. Per seconde vinden tientallen en zelfs duizenden bewerkingen plaats.

Typen stuurprogramma’s per ontwerptype

Drivers voor LED-elementen zijn een klein elektronisch circuit dat is samengesteld uit weerstanden, condensatoren en halfgeleiderdiodes die op het bord zijn geplaatst. Apparaten die de stroom voor LED’s stabiliseren, zijn verkrijgbaar in 2 versies:

• In de romp. Dit is de meest voorkomende optie. De kosten van een dergelijk apparaat zijn hoger. Het belangrijkste voordeel is de bescherming van structurele elementen tegen vocht en stof.
• Zonder lichaam. Het gebruik ervan is alleen gerechtvaardigd voor verborgen installatie. Ze zijn goedkoper dan case-analogen.

Volgens het ontwerp zijn omvormers verdeeld in drie groepen.

Elektronisch

In een elektronische omzetter is een transistor verantwoordelijk voor het corrigeren van de stroom. Het is zijn taak om de besturingsmicroschakeling te ontladen. Om de rimpel zoveel mogelijk af te vlakken, is aan de uitgang van het circuit een condensator geïnstalleerd.
Elektronische apparaten zijn duur, maar stabiliseren de stroom tot maximaal 750 mA. De nieuwste drivers van dit type worden meestal geïnstalleerd op lampen met een E27-voet. De belangrijkste nadelen zijn rimpelingen en interferentie in het hoge frequentiebereik. Als huishoudelijke apparaten, zoals een radio, op hetzelfde stopcontact als de lamp worden aangesloten, treedt er storing op bij FM-frequenties. . Een goede elektronische driver moet twee condensatoren tegelijk hebben:

• elektrolytisch, dat pulsaties verzacht;
• keramiek, dat de hoge frequenties verlaagt.

Deze combinatie is zeldzaam, vooral bij in China gemaakte chauffeurs. IC-savvy gebruikers kunnen de outputparameters van de driver krijgen door de weerstandswaarden te wijzigen. Vanwege het hoge rendement – ongeveer 95% – worden elektronische stuurprogramma’s voor verschillende doeleinden gebruikt (om de werking van LED-lampen voor auto’s, straat- en huishoudelijke verlichting te garanderen).

Gebaseerd op condensatoren

Drivers op basis van het gebruik van condensatoren zijn iets minder populair. Bijna alle goedkope LED-lampcircuits met dergelijke apparaten hebben vergelijkbare kenmerken.
Als gevolg van wijzigingen die door fabrikanten zijn aangebracht in elektrische circuits, kunnen sommige elementen daaruit worden verwijderd. Vooral vaak hebben ze geen condensator die verantwoordelijk is voor het afvlakken van rimpelingen. Voordelen van condensatordrivers:

• eenvoud van ontwerp;
• Het rendement neigt naar 100%, omdat vermogensverliezen alleen worden waargenomen in weerstanden en knooppunten van halfgeleiderelementen.

Volgens GOST is de toegestane rimpelsnelheid 10-20% en hangt deze af van het doel van de kamer waarin het verlichtingsapparaat werkt.

Dimbaar

Een dimmer is een apparaat dat de helderheid van leds regelt. Veel moderne stuurprogramma’s bevatten deze handige functies.
Voordelen van dimbare drivers:

• de gebruiker selecteert het verlichtingsniveau dat comfortabel is voor het huidige moment;
• de opname van een dimmer in stroomstabilisatoren stelt u in staat om zowel elektriciteit als de levensduur van de LED’s economisch te verbruiken.

Uitvoeringsopties:

• Het dimapparaat bevindt zich tussen de voeding en de LED-lamp. Zo’n apparaat regelt de stroom die aan de leds wordt geleverd. Meestal zijn dit pulsbreedtestabilisatoren (PWM) die de hoeveelheid stroom corrigeren.
• Het apparaat regelt de voeding. Het voert de huidige correctie uit. De helderheid en kleur van de diodes verandert.

Levenslang

De duur van de juiste werking van de driver is afhankelijk van de kwaliteit en bedrijfsomstandigheden. Maar zelfs het apparaat van de hoogste kwaliteit heeft een veel kleinere bron dan de LED’s die erop zijn aangesloten. LED-elementen van bekende merken gaan ongeveer 100.000 uur mee. Geschatte tijd van bediening van de bestuurder:

• lage kwaliteit – tot 20.000 uur;
• gemiddeld – tot 50.000 uur;
• hoog – tot 70.000 uur.

Voor productie en de straat is het aan te raden om chauffeurs te nemen met een lange levensduur.

De duur van de stroomstabilisator voor LED’s wordt beïnvloed door externe factoren. Het stuurprogramma kan om de volgende redenen mislukken:

• hoge luchtvochtigheid in de kamer, die niet overeenkomt met de mate van bescherming van het apparaat;
• scherpe temperatuurveranderingen;
• slechte ventilatie;
• onjuiste berekening van het laadvermogen.

Meestal gaat de driver kapot vanwege de condensator – deze valt uit tijdens stroompieken in het netwerk.

Hoe een chauffeur kiezen?

De meeste LED-verlichtingsdrivers die op de binnenlandse markt worden verkocht, zijn gemaakt in China, zijn goedkoop en niet van hoge kwaliteit. In Chinese LED-lampdrivers worden vaak defecte microschakelingen gevonden, het wordt niet aanbevolen om ze te kopen. Zo’n apparaat faalt snel en het is onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om het te ruilen voor een nieuw exemplaar of het geld terug te geven. Tips voor het kiezen van een LED-driver:

• Neem de huidige stabilisator mee met de belasting.
• Houd rekening met het laadvermogen dat op de driver wordt aangesloten.
• Besteed aandacht aan het lichaam. Het moet het vermogen, het spanningsbereik (ingang en uitgang), de nominale waarde van de gestabiliseerde stroom, de vocht- en stofweerstandsklasse aangeven.

Maximaal aandrijfvermogen

De uitgangsspanning hangt af van het aantal diodes in het circuit en van het schema van hun opname. Het moet groter zijn dan of gelijk zijn aan de som van de energie die door elk blok van het elektrische circuit wordt verbruikt. De nominale stroom wordt bepaald door het vermogen van de elementen en hun helderheid. Het doel van de stabilisator is om de diodes van de nodige energie te voorzien. Het totale vermogen van de LED’s wordt bepaald door de parameters van elk element, hun aantal en kleur. De hoeveelheid verbruikte energie wordt berekend volgens de formule: P = PLED x N, waarbij N het aantal diodes in het circuit is, PLED het vermogen van één diode. De nominale waarde wordt 20-30% meer genomen dan het berekende vermogen: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Er wordt ook rekening gehouden met de kleur van de gloed van de elementen. Het beïnvloedt de uitgangsspanning. Het staat direct op het apparaat of op de verpakking aangegeven. Er zijn bijvoorbeeld drie 3W LED’s. Dan is het totale vermogen 9 watt. Aanbevolen driver Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 watt.

Prijs

Drivers voor LED-verlichting worden verkocht in elektrische winkels, op internet, in winkels die handelen in radiocomponenten. Online kopen is het goedkoopst.
Geschatte prijzen voor huidige stabilisatoren:

• DC12V (vermogen 18 W, ingangsspanning 12 V, uitgang 100-240 V) – 190 roebel;
• LB0138 (6 W, 45 V, 220 V) – 170 roebel;
• YW-83590 (21 W, 25-35 V, 200-240 V) – 690 roebel;
• LB009 (150 W, 12 V, 170-260 V) – 750 roebel.

De PT4115-microschakeling – een buck-converter – kost 150 roebel per stuk. Krachtigere elementen kosten 150 tot enkele duizenden roebel.

Andere kenmerken

Let bij het kopen van een chauffeur op de volgende kenmerken:

• Uitgangsspanning. De waarde ervan hangt af van het aantal LED’s in de lamp, van de wijze van voeding en de spanningsval over de halfgeleiders. Er zijn apparaten op de markt met spanningen van 2 tot 50 V en meer.
• Nominale stroom. Het zou voldoende moeten zijn om optimale helderheid te bieden.
• LED-kleur. Het beïnvloedt de spanningsval.

De afhankelijkheid van elektrische parameters van de kleur van de LED’s:

Als de lichtbron drie in serie geschakelde witlicht-LED’s van 1 W heeft, heeft u een driver nodig met een spanning van 9-12 V en een stroomsterkte van 350 mA. De spanningsval over witte kristallen is 3,3 V. Bij serieschakeling worden de spanningen bij elkaar opgeteld. Het blijkt 9,9 V te zijn, wat voldoet aan het werkbereik van de bestuurder. Afhankelijk van de modificatie worden apparaten gebruikt voor een bepaald aantal LED’s – één, twee of meer.

In het dagelijks leven en voor fytolampen wordt aanbevolen om stuurprogramma’s in gevallen te gebruiken. Ze zijn esthetischer en veiliger dan frameloze exemplaren.

Zo zijn LED drivers met 9918c chip in een LED lamp geschikt voor het aansturen van niet-dimbare lampen en ondersteunen ze een vermogen tot 25W.

Aansluiting stuurprogramma

De driver is vrij eenvoudig aan te sluiten op de LED’s. Op zijn lichaam bevinden zich alle nodige markeringen. Een ingangsspanning wordt toegepast op de ingangsklemmen (INPUT) en een reeks LED’s is aangesloten op de uitgangsklemmen (OUTPUT). Het belangrijkste is om de polariteit te observeren.

Ingangspolariteit:

Als de driver wordt gevoed door een constante spanning, is de positieve pool van de stroombron verbonden met de “+” -aansluiting. Let bij wisselspanning op de aanduiding van de ingangsklemmen. Markeringsopties:

• “L” en “N”. Pas fase toe op uitgang “L”. Je kunt het vinden met een speciale elektrische schroevendraaier. Sluit de nuldraad aan op de “N”-aansluiting.
• “~”, “AC” of geen markering. In dit geval is de polariteit niet belangrijk, je kunt het niet observeren.

Uitgangspolariteit:

Hierbij moet altijd de polariteit in acht worden genomen. De “plus” draad is verbonden met de anode van het eerste halfgeleiderelement, de “min” draad is verbonden met de kathode van de laatste diode. Driver aansluiting:
220/12V LED lamp driver circuit (input/output voltage):

Reparatie van LED-lampdrivers

Als de stroomregelaar zijn functies verliest, kan dit leiden tot schade aan de LED’s. Het is belangrijk om de storing op tijd te signaleren. Om de LED-lampdriver te testen, wordt er 220 V op de ingang gezet.Aan de uitgang van een werkende driver moet een constante spanning verschijnen. Bovendien zal de waarde iets groter zijn dan het bovenste bereik dat op de verpakking van het apparaat staat aangegeven. Deze methode is eenvoudig te implementeren, maar maakt het niet mogelijk om de gezondheid van het apparaat te beoordelen. Ga als volgt te werk om te controleren of het stuurprogramma correct is:

1. Installeer een weerstand aan de uitgang van de stroomstabilisator. De weerstand wordt gekozen rekening houdend met de gegeven stroom. Bepaald door de wet van Ohm: R=U/I.
2. Neem een ​​weerstand met de berekende weerstand en het bijbehorende vermogen.
3. Meet na het installeren van de weerstand de uitgangsspanning met een tester. Als het niet buiten het werkbereik komt, werkt het apparaat naar behoren.

De tweede manier om naar stuurprogrammafouten te zoeken:

1. Als het apparaat een zekering heeft, laat deze dan rinkelen. De tester moet aantonen dat de weerstand nul is. Als de weerstand neigt naar oneindig, vervang dan de zekering. Als het lampje gaat branden na het inschakelen van het netwerk, is de reparatie voorbij.
2. Als de zekering niet is doorgebrand, zoek dan verder naar een storing. Controleer de diodebrug.
3. Als de gelijkrichter in orde is, moet u de afvlakcondensator lossolderen en laten rinkelen. Een kleine weerstand, die voor onze ogen groeit, geeft de bruikbaarheid van de condensator aan.
4. Voor een eenvoudig stuurprogramma zijn deze controles voldoende om de oorzaak van het probleem te vinden. In complexe stroomstabilisatoren moet u alle diodes en elektrolytische condensatoren bellen.

Houd bij het zoeken naar een storing rekening met het werkingsprincipe van het circuit:

• Lineair. In dergelijke drivers wordt bescherming tegen spanningsdalingen uitgevoerd met behulp van weerstanden van 5-100 Ohm. Aan de ingang van de gelijkrichter wordt één weerstand geplaatst (diodebrug). Om flikkering te verminderen, is een grote elektrolytische condensator parallel geschakeld met de belasting.
• Puls. In deze converters bevinden zich microschakelingen die bescherming bieden tegen alle bedreigingen – oververhitting, overbelasting en overspanningen. Ze mogen niet kapot gaan, maar alles gebeurt met Chinese chauffeurs.

Het probleem van het repareren van stuurprogramma’s ligt in de moeilijkheid om de juiste microschakelingen te selecteren. Vooral als de stabilisator in China wordt gemaakt. Als u met geen enkele methode de oorzaken van de storing van de huidige stabilisator kunt vinden, moet u contact opnemen met een specialist. Of koop een andere chauffeur.

Verschillen met voedingen

Driver veel gebruikers noemen ten onrechte de voeding. In feite zijn het verschillende apparaten. De voeding stabiliseert de spanning, de driver – de stroom. Als de LED’s op de verkeerde stroombron zijn aangesloten, vallen ze snel uit. De voeding kan zijn:

• Transformator. Ze zijn tegenwoordig zeldzaam, omdat ze in veel opzichten verliezen van hun concurrenten. Het trafoblok maakt 12 of 24 V van een spanning van 220 V. Daarna wordt de wisselspanning gelijkgericht naar gelijk. Het wordt toegepast op de belasting.
• Puls. Daarin wordt de spanning onmiddellijk rechtgetrokken – 220 V AC wordt omgezet in 220 V DC. Vervolgens gaat het naar de pulsgenerator, die een hoogfrequente wisselspanning creëert. Het laatste element is de transformator.

Beide voedingen leveren een constante spanning van dezelfde grootte. Dergelijke apparaten zijn niet geschikt voor LED’s, omdat ze worden “aangedreven” door elektrische stroom. En de spanningsval over halfgeleiders is slechts een van hun kenmerken. Als er parameters op de LED zijn geschreven, bijvoorbeeld 10 mA en 2,7 V, betekent dit dat er niet meer dan de aangegeven ampère doorheen kan worden gestuurd – deze zal doorbranden. Bij het passeren van een stroom van 10 mA gaat er 2,7 V verloren op de halfgeleider, dit is precies het verlies, en niet de spanning die nodig is om de LED’s te laten branden.

Hoe maak je met je eigen handen een lineaire LED-driver?

Met kant-en-klare microschakelingen kan elke beginnende radioamateur een driver voor LED’s samenstellen. Voor dit werk moet je twee dingen kunnen: elektrische schema’s lezen en een soldeerbout bezitten. U kunt bijvoorbeeld een stroomstabilisator voor 3 W LED’s samenstellen met behulp van de PowTech-chip – PT4115 (China). De converter, gemaakt op basis van deze microschakeling, heeft een minimum aan elementen en een hoog rendement. De eenvoudigste stroomomvormer wordt zelfs uit een telefoonoplader geassembleerd. Het volgende is een instructie voor het samenstellen van een driver voor drie 1W LED’s. Voor werk heb je nodig:

• Oude oplader voor mobiele telefoons. Bijvoorbeeld van Samsung – ze zijn betrouwbaarder. Apparaatparameters – 5 V en 700 mA.
• Trimmerweerstand met een weerstand van 10 kOhm.
• Drie LED-elementen met een vermogen van 1 W.
• Snoer met stekker.

Hoe de driver te monteren:

1. Demonteer de oplader en zorg ervoor dat u de elementen niet beschadigt.
2. Soldeer met een soldeerbout een weerstand van 5 kΩ aan de ingang. Vervang deze door een instelbare weerstand.
3. Bepaal de output voor de belasting en polariteit om de LED’s goed te solderen. Ze zijn voorgemonteerd in een serieschakeling.
4. Soldeer de contacten van het snoer en steek daar een draad met een stekker in. Voordat u controleert of de stabilisator werkt, moet u ervoor zorgen dat alles goed is aangesloten. Als u een fout maakt, kan er kortsluiting zijn.
5. Stel met de trimmer de stroom zo in dat de leds gaan branden.
6. Als de lichtgevende elementen aan zijn, controleer dan de spanning, stroom en vermogen met een tester.

Als de LED’s branden, is er geen vonk of rook, de montage is goed verlopen – je DIY is klaar. Het gebruik van een goed geselecteerde driver is een belangrijke voorwaarde voor het kwalitatief en langdurig functioneren van LED-voedingen. De meest betrouwbare optie is om een ​​merkapparaat samen met LED-lampen te kopen. Als je circuits begrijpt en “vrienden” bent met een soldeerbout, kun je altijd een geschikte driver voor LED-elementen samenstellen.