Utformingen og prinsippet for drift av drivere for LED-lamper

Drivere er spesielle enheter som sikrer stabil drift av LED-lamper. Uten dem er dioder ustabile og svikter raskt. Vi vil lære hvordan sjåfører er ordnet og hvordan de fungerer.

Hvorfor LED-driver?

LED er mye mer energieffektive og varer lenger enn glødepærer. De kan fungere i årevis og bruker flere ganger mindre strøm enn konvensjonelle lyspærer, med stabil strømforsyning, som sjåføren er ansvarlig for.
LED-er er svært følsomme for strømmen som leveres til inngangene deres. De er ikke redde for lavere verdier, men økte spenninger og strømmer kan ikke bare redusere ressursen til halvledere betydelig, men også deaktivere dem. Sjåførens oppgave er å gi LED-ene en stabil strøm. Driver for LED-lamper – strømforsyning. Det er en elektronisk krets, hvis utgang er en konstant strøm av en gitt verdi.

For at LED-elementer skal fungere i lang tid og effektivt, brenne sterkt og uten flimring, må en strøm av en slik verdi som er angitt i det tekniske databladet til halvlederelementet strømme gjennom LED-ene.

LED-drivere som tilbys av produsenter er designet for spenninger på 10, 12, 24, 220 V og likestrømmer på 350 mA, 700 mA, 1 A. Vanligvis er drivere laget for spesifikke armaturer, men det finnes også universelle enheter på salg som passer til de fleste LED-artikler fra kjente merker. Nåværende stabilisatorer brukes i:

• gate- og hjemmebelysningssystemer;
• stasjonære kontor lamper;
• LED striper og dekorativ belysning.

Drivere endrer lysstyrken og fargen på lysdiodene. Dette gjøres ved hjelp av knottene eller fjernkontrollen. En LED-lampe uten driver er ustabil og risikerer raskt å svikte.

Prinsipp for operasjon

En spenning påføres inngangen til LED-driveren, som kan variere. Strømmen går gjennom motstandene R1 og R3 og oppnår ønsket verdi, og kondensatoren C1 setter frekvensen. Vekselstrøm, som henter de innstilte parametrene, går inn i diodebroen. Ved å gå gjennom denne likeretteren, konverteres strømmen fra alternerende til direkte. Videre justeres dens parametere av motstandene R2 og R4 og kondensatoren C2. På denne måten oppnås maksimal nøyaktighet av utgangsstrømparametrene. Elektrisk kretsskjema for enheten:

Typer drivere i henhold til operasjonsprinsippet

Alle drivere for lysdioder er delt inn i lineære og pulserende. Hver gruppe har sine fordeler, ulemper og anbefalinger for bruk. Sammenligning av lineær- og pulsstrømomformer:

Lineær

Basert på den lineære kretsen lages de enkleste driverne for LED-lampen. Som stabiliseringselement brukes en begrensende motstand med variabel motstand. I en industridriver styres “motoren” til motstanden ikke av en person, men av elektronikk. Hvis spenningen stiger til kritiske verdier, begynner strømmen også å vokse, og når den når en uakseptabel verdi, overopphetes LED-en og blir deretter ødelagt. I mer komplekse kretser brukes transistorer for å regulere strømmen. Ulempen med den lineære kretsen er store effekttap, siden med økende spenning øker dens ubrukelige spredning. En lignende ulempe er tillatt bortsett fra lamper med lav effekt. For multi-watt lysdioder er slike ordninger ikke egnet. Fordeler med et lineært stabiliseringsskjema:

• enkel design;
• lave kostnader;
• tilstrekkelig pålitelighet (ved lav belastningseffekt).

Lineær stabilisator:

Puls

Det andre alternativet er impulsstabilisering. Etter å ha slått på KH-knappen, lades kondensatoren C. Etter å ha åpnet kontaktene på knappen, begynner den å utlades, og gir strøm til halvlederelementet. Den enkleste koblingsregulatoren:
Mens kondensatoren gir fra seg energi, avgir dioden lys. Jo høyere inngangsspenning, desto kortere blir ladetiden. Ved å trykke og slippe knappen opprettholdes gløden. Dette operasjonsprinsippet kalles pulsbreddemodulasjon. Dusinvis og til og med tusenvis av operasjoner skjer per sekund.

Typer drivere etter designtype

Drivere for LED-elementer er en liten elektronisk krets satt sammen av motstander, kondensatorer og halvlederdioder plassert på brettet. Enheter som stabiliserer strømmen for lysdioder er tilgjengelig i 2 versjoner:

• I skroget. Dette er det vanligste alternativet. Kostnaden for en slik enhet er høyere. Dens største fordel er beskyttelsen av strukturelle elementer mot fuktighet og støv.
• Uten kropp. Bruken deres er kun berettiget for skjult installasjon. De er billigere enn case-analoger.

I henhold til designet er omformere delt inn i tre grupper.

Elektronisk

I en elektronisk omformer er en transistor ansvarlig for å korrigere strømmen. Dens oppgave er å losse kontrollmikrokretsen. For å jevne ut krusningen så mye som mulig, er en kondensator installert ved utgangen av kretsen.
Elektroniske enheter er dyre, men stabiliserer strømmen opp til maksimalt 750 mA. De nyeste driverne av denne typen er vanligvis installert på lamper med E27-sokkel. De største ulempene er krusninger og forstyrrelser i høyfrekvensområdet. Hvis husholdningsapparater, for eksempel en radio, er koblet til samme stikkontakt som lampen, oppstår interferens ved FM-frekvenser. . En god elektronisk driver bør ha to kondensatorer samtidig:

• elektrolytisk, som jevner ut pulsasjoner;
• keramikk, som senker høye frekvenser.

Denne kombinasjonen er sjelden, spesielt i kinesiskproduserte sjåfører. IC-kyndige brukere kan få driverens utgangsparametere ved å endre motstandsverdiene. På grunn av den høye effektiviteten – omtrent 95% – brukes elektroniske drivere til en rekke formål (for å sikre driften av LED-lamper for biler, gate- og husholdningsbelysning).

Basert på kondensatorer

Drivere basert på bruk av kondensatorer er noe mindre populære. Nesten alle budsjett LED-lampekretser med slike enheter har lignende egenskaper.
På grunn av endringer gjort av produsenter i elektriske kretser, kan noen elementer bli fjernet fra dem. Spesielt ofte har de ikke en kondensator som er ansvarlig for å jevne ut krusninger. Fordeler med kondensatordrivere:

• enkelhet i design;
• Effektiviteten har en tendens til 100%, siden effekttap bare observeres i motstander og koblinger av halvlederelementer.

I følge GOST er den tillatte krusningshastigheten 10-20% og avhenger av formålet med rommet der belysningsenheten fungerer.

Dimbar

En dimmer er en enhet som kontrollerer lysstyrken til lysdioder. Mange moderne drivere har disse nyttige funksjonene.
Fordeler med dimbare drivere:

• brukeren velger belysningsnivået som er behagelig for det gjeldende øyeblikket;
• Inkluderingen av en dimmer i strømstabilisatorer lar deg økonomisk forbruke både strøm og levetiden til lysdiodene.

Utførelsesalternativer:

• Dimmeenheten er plassert mellom strømforsyningen og LED-lampen. En slik enhet styrer elektrisiteten som leveres til lysdiodene. Vanligvis er dette pulsbreddestabilisatorer (PWM) som korrigerer strømmengden.
• Enheten styrer strømforsyningen. Den utfører gjeldende korreksjon. Lysstyrken og fargen på diodene endres.

Livstid

Varigheten av riktig drift av sjåføren avhenger av kvaliteten og driftsforholdene. Men selv enheten av høyeste kvalitet har en mye mindre ressurs enn lysdiodene som er koblet til den. LED-elementer fra kjente merker varer i ca 100 000 timer. Estimert tid for sjåførdrift:

• lav kvalitet – opptil 20 000 timer;
• gjennomsnitt – opptil 50 000 timer;
• høy – opptil 70 000 timer.

For produksjon og gaten anbefales det å ta sjåfører med lang levetid.

Varigheten av strømstabilisatoren for lysdioder påvirkes av eksterne faktorer. Driveren kan mislykkes av følgende årsaker:

• høy luftfuktighet i rommet, som ikke tilsvarer graden av beskyttelse av enheten;
• skarpe temperaturendringer;
• dårlig ventilasjon;
• feil beregning av lasteffekt.

Oftest bryter driveren sammen på grunn av kondensatoren – den svikter under strømstøt i nettverket.

Hvordan velge en sjåfør?

De fleste LED-lysdriverne som selges på hjemmemarkedet er laget i Kina, er billige og er ikke av høy kvalitet. I kinesiske LED-lampedrivere finner man ofte defekte mikrokretser, det anbefales ikke å kjøpe dem. En slik enhet svikter raskt, og det er usannsynlig at det vil være mulig å bytte den til en ny eller returnere pengene. Tips for å velge en LED-driver:

• Ta strømstabilisatoren sammen med lasten.
• Vurder belastningsstrømmen som skal kobles til driveren.
• Vær oppmerksom på kroppen. Den skal indikere effekt, spenningsområder (inngang og utgang), den nominelle verdien av den stabiliserte strømmen, fuktighets- og støvmotstandsklassen.

Maksimal førerkraft

Utgangsspenningen avhenger av antall dioder i kretsen og skjemaet for deres inkludering. Den må være større enn eller lik summen av energien som brukes av hver blokk i den elektriske kretsen. Merkestrømmen bestemmes av kraften til elementene og deres lysstyrke. Formålet med stabilisatoren er å gi diodene nødvendig energi. Den totale kraften til lysdiodene bestemmes av parametrene til hvert element, deres antall og farge. Mengden energi som forbrukes beregnes i henhold til formelen: P = PLED x N, hvor N er antall dioder i kretsen, PLED er effekten til en diode. Den nominelle verdien tas 20-30 % mer enn den beregnede effekten: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Fargen på gløden til elementene er også tatt i betraktning. Det påvirker utgangsspenningen. Det er angitt direkte på enheten eller på emballasjen. For eksempel er det tre 3W LED-er. Da er den totale effekten 9 watt. Anbefalt driver Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 watt.

Pris

Drivere for LED-belysning selges i elektriske butikker, på Internett, i utsalgssteder som handler med radiokomponenter. Å kjøpe på nett er billigst.
Omtrentlig priser for nåværende stabilisatorer:

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

Mikrokretsen PT4115 – en buck-omformer – koster 150 rubler per stykke. Kraftigere elementer koster fra 150 til flere tusen rubler.

Andre egenskaper

Når du kjøper en driver, vær oppmerksom på følgende egenskaper:

• Utgangsspenning. Verdien avhenger av antall lysdioder i lampen, av strømforsyningsmetoden og spenningsfallet over halvlederne. Det finnes enheter på markedet med spenninger fra 2 til 50 V og mer.
• Merkestrøm. Det bør være tilstrekkelig for å gi optimal lysstyrke.
• LED farge. Det påvirker spenningsfallet.

Avhengigheten av elektriske parametere på fargen på lysdiodene:

Hvis lyskilden har tre 1 W hvite lysdioder koblet i serie, trenger du en driver med en spenning på 9-12 V og en strøm på 350 mA. Spenningsfallet over hvite krystaller er 3,3 V. Ved seriekopling summeres spenningene. Det viser seg 9,9 V, som tilfredsstiller kjøreområdet til sjåføren. Avhengig av modifikasjonen brukes enheter for et visst antall lysdioder – en, to eller flere.

I hverdagen og for fytolamper anbefales det å bruke drivere i tilfeller. De er mer estetiske og sikrere enn rammeløse.

For eksempel er LED-drivere med 9918c-brikke i en LED-lampe egnet for å drive ikke-dimbare lamper og støtter strøm opp til 25W.

Driver tilkobling

Driveren er ganske enkel å koble til lysdiodene. På kroppen er det alle nødvendige markeringer. En inngangsspenning tilføres inngangsklemmene (INPUT), og en streng med lysdioder er koblet til utgangsklemmene (OUTPUT). Det viktigste er å observere polariteten.

Inngangspolaritet

Hvis driveren drives av konstant spenning, er den positive polen til strømkilden koblet til “+”-terminalen. For AC-spenning, vær oppmerksom på merkingen av inngangsklemmene. Merkingsalternativer:

• “L” og “N”. Påfør fase til utgang “L”. Du finner den med en spesiell elektrisk skrutrekker. Koble den nøytrale ledningen til “N”-terminalen.
• “~”, “AC” eller ingen merking. I dette tilfellet er polariteten ikke viktig, du kan ikke observere den.

Utgangspolaritet

Polaritet må alltid overholdes her. “Pluss” ledningen er koblet til anoden til det første halvlederelementet, “minus” ledningen er koblet til katoden til den siste dioden. Drivertilkobling:
220/12V LED-lampedriverkrets (inn-/utgangsspenning):

Reparasjon av LED-lampedrivere

Hvis strømregulatoren mister evnen til å utføre sine funksjoner, kan dette føre til skade på lysdiodene. Det er viktig å identifisere sammenbruddet i tid. For å teste LED-lampedriveren påføres 220 V på inngangen. En konstant spenning skal vises på utgangen til en fungerende driver. Dessuten vil verdien være litt større enn det øvre området som er angitt på emballasjen til enheten. Denne metoden er enkel å implementere, men gjør det ikke mulig å bedømme enhetens helse. For å sjekke om driveren er riktig, gjør følgende:

1. Installer en motstand ved utgangen til strømstabilisatoren. Motstanden er valgt under hensyntagen til den gitte strømmen. Bestemt av Ohms lov: R=U/I.
2. Ta en motstand med den beregnede motstanden og den tilsvarende effekten.
3. Etter å ha installert motstanden, mål utgangsspenningen med en tester. Hvis den ikke går utenfor driftsområdet, fungerer enheten som den skal.

Den andre måten å søke etter driverfeil på:

1. Hvis enheten har en sikring, ring den. Testeren skal vise at motstanden er null. Hvis motstanden har en tendens til uendelig, bytt sikringen. Hvis lampen lyser etter at nettverket er slått på, er reparasjonen over.
2. Hvis sikringen ikke er gått, se etter et sammenbrudd videre. Sjekk diodebroen.
3. Hvis likeretteren er i orden, må du løsne utjevningskondensatoren og ringe den. En liten motstand, som vokser foran øynene våre, indikerer brukbarheten til kondensatoren.
4. For en enkel driver vil disse kontrollene være nok til å finne kilden til problemet. I komplekse strømstabilisatorer må du ringe alle diodene og elektrolytkondensatorene.

Når du prøver å finne et sammenbrudd, vurder prinsippet om drift av kretsen:

• Lineær. I slike drivere utføres beskyttelse mot spenningsfall ved hjelp av 5-100 Ohm motstander. En motstand plasseres ved inngangen til likeretteren (diodebroen). For å redusere flimmer er en stor elektrolytisk kondensator koblet parallelt med lasten.
• Puls. I disse omformerne er det mikrokretser som har beskyttelse mot alle trusler – overoppheting, overbelastninger og overspenninger. De skal ikke gå i stykker, men alt skjer med kinesiske sjåfører.

Problemet med å reparere drivere ligger i vanskeligheten med å velge de riktige mikrokretsene. Spesielt hvis stabilisatoren er laget i Kina. Hvis ingen metode lar deg finne årsakene til sammenbruddet av den nåværende stabilisatoren, må du kontakte en spesialist. Eller kjøp en annen driver.

Forskjeller fra strømforsyninger

Driver mange brukere feilaktig ringe strømforsyningen. Faktisk er de forskjellige enheter. Strømforsyningen stabiliserer spenningen, driveren – strømmen. Hvis LED-ene er koblet til feil strømkilde, svikter de raskt. Strømforsyningen kan være:

• Transformator. De er sjeldne i dag, da de på mange måter taper mot konkurrentene. Transformatorblokken lager 12 eller 24 V fra en spenning på 220 V. Deretter likrettes vekselspenningen til rett. Den påføres lasten.
• Puls. I dem rettes spenningen ut umiddelbart – 220 V AC konverteres til 220 V DC. Deretter går den til pulsgeneratoren, som lager en vekselspenning med høy frekvens. Det siste elementet er transformatoren.

Begge strømforsyningene gir ut en konstant spenning av samme størrelse. Slike enheter er ikke egnet for lysdioder, siden de er “drevet” av elektrisk strøm. Og spenningsfallet over halvledere er bare en av egenskapene deres. Hvis parametere er skrevet på LED-en, for eksempel 10 mA og 2,7 V, betyr dette at mer enn de angitte amperene ikke kan føres gjennom den – det vil brenne ut. Ved passering av en strøm på 10 mA tapes 2,7 V på halvlederen. Dette er nettopp tapet, og ikke spenningen som kreves for å tenne lysdiodene.

Hvordan lage en lineær LED-driver med egne hender?

Med ferdige mikrokretser kan enhver nybegynner radioamatør sette sammen en driver for lysdioder. For denne jobben må du kunne gjøre to ting – lese elektriske kretsskjemaer og eie en loddebolt. For eksempel kan du sette sammen en strømstabilisator for 3 W LED-er ved å bruke PowTech-brikken – PT4115 (Kina). Omformeren, opprettet på grunnlag av denne mikrokretsen, har et minimum av elementer og høy effektivitet. Den enkleste strømomformeren settes sammen selv fra en telefonlader. Følgende er en instruksjon for montering av en driver for tre 1W lysdioder. For arbeid trenger du:

• Gammel mobillader. For eksempel fra Samsung – de er mer pålitelige. Enhetsparametere – 5 V og 700 mA.
• Trimmermotstand med en motstand på 10 kOhm.
• Tre LED-elementer med en effekt på 1 W.
• Ledning med støpsel.

Slik monterer du driveren:

1. Demonter laderen, pass på så du ikke skader elementene.
2. Bruk en loddebolt til å lodde en 5 kΩ motstand ved inngangen. Erstatt den med en justerbar motstand.
3. Bestem utgangen for belastningen og polariteten for å lodde lysdiodene riktig. De er forhåndsmontert i en seriell krets.
4. Løs ut kontaktene fra ledningen og sett en ledning med en plugg der. Før du sjekker om stabilisatoren fungerer, sørg for at alt er riktig tilkoblet. Hvis du gjør en feil, kan det være en kortslutning.
5. Juster strømmen med trimmeren slik at lysdiodene lyser.
6. Hvis de lysemitterende elementene er på, kontroller spenningen, strømmen, kraften med en tester.

Hvis lysdiodene lyser, er det ingen gnist eller røyk, monteringen gikk bra – din DIY er klar. Bruken av en riktig valgt driver er en viktig betingelse for høy kvalitet og langsiktig drift av LED-strømforsyninger. Det mest pålitelige alternativet er å kjøpe en merkevare sammen med LED-lamper. Hvis du forstår kretsløp og er “venner” med en loddebolt, kan du alltid sette sammen en passende driver for LED-elementer.