Разновидности схем драйвера и его подключения

Устройство светодиодной лампыПодключение

Чтобы выбрать драйвер для светодиодной лампы и, в дальнейшем, корректно установить его, нужно ознакомиться с необходимыми схемами и параметрами. Правильно подобранное устройство не только продлит срок службы изделия, но и сэкономит ваши денежные средства.

Устройство светодиодной лампы

Модели диодной лампы начали заменять стандартные. Стоят они дорого, но их технические параметры значительно превосходят устаревающие модели. Для понимания, как они работают, необходимо знать устройство светодиодной лампы.

Устройство светодиодной лампы

Оно состоит из 5 элементов, которые соединены в одном корпусе:

  • Цоколь – элемент, вкручиваемый в патрон люстры или другого светильника. Выпускают для:
    • бытового применения винтовой типа Е27 и Е14, изготовлен из латуни с никелевым антикоррозийным покрытием;
    • других нужд выпускаются источники света со штырьковым цоколем.
  • Драйвер – элемент, который стабилизирует поступающее напряжение и изменяет переменный ток в постоянный. Так же он обеспечивает питание светодиода.
    Состоит из 3 частей:
    • микросхем;
    • импульсного трансформатора;
    • конденсаторов.
  • Радиатор – элемент, который отводит тепло и обеспечивает для светодиодов оптимальный температурный режим для работы. Обычно он составляет видимую часть корпуса.
  • Рассеиватель – прозрачный “колпак”, который помогает распределять свет в пространстве. Изготавливается в виде полусферы для рассеивания пучков света под широким углом. В качестве материала применяют поликарбонат или пластик.
    Предотвращает попадание внутрь корпуса пыли и влаги. Для смягчения резкости света и уменьшения раздражающего влияния на глаза этот элемент изнутри покрывают люминофором. При этом достигается цветовая температура, аналогичная естественному освещению.
  • Светодиоды – главный рабочий элемент лампы, за счет него появляется свечение.
    Существует 4 основных технологии сборки чипа:
    • SMD-технология — самая распространенная в быту. Кристалл размещается на поверхности светового прибора;
    • DIP — световой элемент состоит из 1 мощного кристалла, сверху на который прикреплена линза;
    • Пиранья — любимчики автомобильной промышленности,присутствует 4 контакта;
    • COB-технология — продвинутая схема подключения светодиодных кристаллов, самый защищенный от перегрева и окисления вариант.

Устройство лампы

В недорогих изделиях драйвера может не быть, вместо него устанавливают блок питания, которые не обеспечивает ни стабилизации тока, ни напряжения.

Разновидности схем драйвера и их особенности

Производители в основном выпускают драйвера на интегральных микросхемах (ИМС), которые позволяют запитываться от пониженного напряжения.

Все преобразователи для LED-освещения, существующие на данный момент, делятся на:

  • созданные на основе 1÷3 транзисторов — простые;
  • с микросхемами с ШИМ — сложные.

Стандартная схема подключения LED-драйвера:

Схема подключения

Соединение к источнику питания и количество светодиодов в нем воздействует на напряжение при выходе. Величина тока, который должен выдавать драйвер, напрямую зависит от общей мощности и яркости их излучения.

Мощность можно рассчитывать по формуле:

P = P(led) × n, где:

  • P(led) – потенциал одного элемента;
  • n — количество LED-элементов.

Важные моменты:

  • Прямой номинальный ток – главный параметр любого светодиода. Занижая его, мы теряем в яркости, а завышая – резко сокращаем срок службы.
  • Напряжение, приведенное в datasheet к светодиоду, не является определяющим и лишь указывает на то, сколько вольт упадёт на p-n-переходе при протекании номинального тока. Его значение необходимо знать.
  • Для подключения мощных светодиодов важна качественная система охлаждения. При установке на радиатор светодиодов с мощностью потребления больше 0,5 Вт будет идти стабильная продолжительная деятельность.

Подключение светодиодов к драйверу:

Подключение к драйверу

Обязательно учтите цветовой фактор потребителя при расчете, так как он влияет на падение напряжения.

По качеству драйвера разделяют на 3 типа:

  • низкого качества, работа до 20 тыс. часов;
  • с усредненными параметрами — до 50 тыс. часов;
  • преобразователь, состоящий из комплектующих известных брендов — 70 тыс. часов и больше.

С конденсаторами для снижения напряжения

Конденсатор C1 защищает от помех электросети, а C4 сглаживает пульсации. В момент подачи тока 2 резистора — R2 и R3 — ограничивают его и одновременно предохраняют от короткого замыкания, а элемент VD1 преобразует переменное напряжение.

Когда прекращается подача тока, конденсатор разряжается при помощи резистора R4. R2, R3 и R4 используются не всеми производителями.

Подача тока

Минусы:

  1. Перегорание диодов, так как стабильности подачи тока не наблюдается. Напряжение на нагрузке полностью зависит от напряжения питания.
  2. Нет гальванической развязки, существует риск удара током. Не рекомендуется во время разборки ламп прикасаться к токоведущим элементам, так как они находятся под фазой.
  3. Практически невозможно достичь высоких токов свечения, потому что для этого потребуется увеличение емкостей конденсаторов.

С импульсным драйвером

Защищает от перепадов напряжения и помех в сети.

Примером служит модель CPC9909. Эффективность достигает 98 % — показателя, при котором действительно можно говорить об энергосбережении и экономии.

Пример модели

Питание устройства может происходить напрямую от высокого напряжения — до 550 В, так как драйвер оснащен встроенным стабилизатором.Схема стала проще, а стоимость — ниже.

Микросхему успешно используют для разработки электросетей аварийного и резервного освещения, так как она подходит для схем повышающих преобразователей.

В домашних условиях на базе CPC9909 чаще всего собирают светильники с питанием от батарей или драйверы с мощностью, не превышающей 25 В.

Импульсные драйверы имеют широкие диапазоны входных напряжений. Например, у микросхемы MAX16833 входной диапазон напряжений от 5 до 65 В, у MAX16822 — от 6,5 до 65 В.

Некоторые микросхемы позволяют задавать частоту преобразования от 20 кГц до 2 МГц. Контроллеры светодиодных драйверов MAX16801 и MAX16802 позволяют разработать DC/DC-преобразователь с выходным стабилизированным током до 10 А.

Драйверы MAX16807, MAX16809, MAX16838 и MAX16814 позволяют получить диапазон регулировки выходного тока с отношением 1:5000. Большинство импульсных светодиодных драйверов позволяют выбрать наиболее оптимальную топологию схемы для достижения максимальной эффективности работы.

С диммируемым драйвером

Диммер используется для плавной смены ярости свечения лампы. Одним из основных параметров является мощность. От мощности зависит максимальное количество подключаемых к нему светильников.

Регулировка яркости свечения осветительных приборов позволяет установить в помещении нужный уровень освещения. Это удобно:

  • при создании отдельных зон;
  • снижении яркости света в дневное время;
  • для подчеркивания предметов интерьера.

Разделяются на группы по виду управления:

  • механические;
  • кнопочные;
  • дистанционные.

С помощью диммера использование электроэнергии становится более рациональным, а ресурс службы электроприбора увеличивается.

Существует 2 вида:

  • С ШИМ-управлением. Их устанавливают между лампой и блоком питания. Энергия подается в виде импульсов разной длительности.
  • 2-ой вид. Применяются для устройств со стабилизированным током и воздействуют на сам источник питания.

Виды ламп

Диммируемая светодиодная лампа е14 хорошо подходит для комплектации автоматизированных систем. Справляется с исполнением источника света. Они являются весьма востребованными у потребителей.

14 – это диаметр цоколя лампы, выраженный в миллиметрах. Сегодня эти лампочки выпускаются в различных формах:

  • шар;
  • капля;
  • свеча;
  • гриб.

Схема подключения драйвера к светодиодам

Существует 3 вида подключения, рассмотрим на примере с 6 потребителями. Потери напряжения у них составляют 3 В, потребляемый ток 300 мА:

  • последовательный;
    Последовательный
  • параллельный;
    Параллельный
  • последовательный по 2.
    Последовательный по 2

Основные виды схем:

  • На базе микросхемы. PT4115 имеет отдельный вывод для управления включением и выключением светодиодов. Используя этот вывод, можно легко получить диммируемый драйвер для светодиодного светильника.
    На базе микросхемы
    Диммируемый драйвер получается с помощью изменения уровня потенциала на выводе DIM (непрерывный режим работы драйвера), либо подавая на него импульсный сигнал нужной скважности (импульсный режим со стробоскопическим эффектом).
    В последнем случае максимальная частота следования импульсов – 50 кГц.
    Максимальная частота
  • Плавное включение светодиодов, если между выводом DIM и “землей” включить конденсатор. Время выхода на максимальную яркость будет зависеть от емкости конденсатора, чем она больше, тем соответственно дольше будет разгораться светильник.
    Включение светодиодов
  • С регулятором яркости постоянным напряжением. Работает благодаря тому, что внутри микросхемы вывод DIM “подтянут” к шине 5 В через резистор сопротивлением 200 кОм.
    Когда ползунок потенциометра находится в крайнем верхнем положении, образуется делитель напряжения 200 + 200 кОм и на выводе DIM формируется потенциал 5/2 = 2.5 В, что соответствует 100 % яркости.
    С регулятором яркости
  • Без гальванической развязки. Проста и надежна. Делитель основан на емкостном сопротивлении. Электролитический конденсатор сглаживает пульсации после выпрямления.
    L7812 – сам стабилизатор.
    Без гальванической развязки

Драйверы предназначены для сглаживания всех прыжков тока в электросистеме. К их выбору или самостоятельной сборке нужно подходить ответственно и только после просчета всех требуемых параметров. Схемы драйверов помогут выбрать нужный прибор и верно его установить.

Rate article
Add a comment

  1. Валентин

    Срок службы каждой светодиодной лампы одинаково зависит от качества каждого из 5-ти составляющих элементов. Особое значение имеет система охлаждения, если она не качественная или ее вообще нет, то каждый из этих 5 элементов долго не прослужит. Очень понравилось, что здесь представлены схемы драйверов питания и управления светодиодов. Если немного разбираться в современной электронике, то каждую светодиодную лампу можно починить самостоятельно. Или с двух нерабочих сделать одну рабочую. Меня это очень радует.

    Reply
  2. Олег

    Очень понравился представленный материал, а особенно то, что показаны реальные схемы драйверов некоторых светодиодных ламп, причем очень подробно. Особенностью этих схем и, соответственно, драйверов, считаю то, что они не очень сложные и большие. Если немного разбираться в электронике, то можно пробовать самостоятельно ремонтировать такие лампы. Таким образом можно продлить срок их эксплуатации и, соответственно, сэкономить. Обязательно попробую починить лампы, которые накопились на протяжении нескольких лет.

    Reply
  3. Константин

    Не так давно заинтересовался сменой освещения в квартире, решил побольше узнать о светодиодных ламп, как ни странно статья мне помогла. Теперь буду меньше платить за электричество, ведь эти лампы экономнее, чем старые лапмы накаливания.

    Reply
  4. Виктор

    Я бы не советовал заниматься монтажом самостоятельно, если вы не разобрались в теории и не имеете минимальных, базовых знаний в электрике. Можно элементарно ошибиться в расчёте параметров напряжения, совместимости и т.д. Поэтому, – лучше всего обратиться к специалисту или опытному человеку. И, конечно же, если вас интересует долговечность и качество – не стоит в погоне за более дешёвым устройством, отдавать предпочтение китайским производителям, а остановить свой выбор на хорошо зарекомендовавших себя брендах из Западной Европы.

    Reply
  5. Карина

    Очень полезная и легкая в прочтении статья. Очень доступным языком рассказано, для меня, как для девушки, о составляющих элементах светодиодной лампочки. Я давно использую в своем доме эти лампы. Мне нравится то, что они не нагреваются, используют меньше. в отличии от обычных лампочек, электроэнергии и их освещение благоприятно влияет на мое зрение. Прочитав статью, я узнала что влияет на регулировку яркости. Очень познавательно. Большое спасибо.

    Reply
  6. Алексей

    Честно говоря я не думал, что у светодиодной лампы такая сложная конструкция. Теперь понятно почему они так долго служат. У меня такая лампа уже 5 лет работает!

    Reply
  7. Галина

    С появлением таких лампочек стало намного уютнее и приятнее для глаз освещение. Мне было интересно и я сама открыла, изучила, что там внутри, но отремонтировать не получилось, а вот в мужских руках все иначе, муж смог починить. Это здорово, ведь это дополнительная экономия в семейном бюджете.

    Reply
  8. Анатолий Егоров

    Хочу ответить предыдущему автору комментария. Человек явно ни когда не использовал светодиодное освещение и не понимает, что отличие светодиодных ламп от простых, нитевых ламп накаливания в том. что они практически не нагреваются. Принцип работы горения светодиода принципиально отличается от других ламп и по этой причине нагрева светодиодного прибора нет в принципе! Драйвера на светодиодное освещения ставят для регулировки светового пучка ( луча), для защиты глаз от яркого света, для экономии электроэнергии!

    Reply
  9. Дмитрий

    У светодиодных ламп много плюсов, по сравнению с обычными лампами накаливания:
    Экономичность: при том же количестве света современная светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электричества;
    Долговечность: светодиодная лампа служит в 15-50 раз дольше обычной; Небольшой нагрев: ребёнок не обожжётся о светодиодную лампу в настольной лампе;
    Одинаковая яркость при разном напряжении сети: в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы светят так же ярко при пониженном напряжении в сети;
    Возможность установить светодиодную лампу, гораздо более яркую, чем лампа накаливания, в светильник, имеющий ограничение по мощности; Свет хороших ламп визуально неотличим от света ламп накаливания. ❗

    Reply
  10. Олег

    Когда-то я сталкивался с лампами и подключением, но как-то все позабылось и потом, когда возникла реальная необходимость, то я понял, что все забыл. Даже немного неудобно стало. Поэтому и стал искать необходимую информацию и читать статьи. Но вот полезную и толковую информацию смог найти только у вас и у вас все по полочкам разложено, все понятно прописано и доступно. Попробовал собрать и у меня все получилось. Большое спасибо за хорошо прописанный материал, было полезно почитать и получить результат!

    Reply
  11. Михаил

    Как сложно понимать все эти схемы и драйвера. Когда в первый раз возникла такая необходимость, то я только все испортил и выкинуть многие детали пришлось. Когда во второй раз столкнулся, то уже решительно был настроен! Тогда и стал необходимую информацию искать, чтобы не чувствовать себя совсем дураком. Много информаций я перечитал, но самую структурированную и понятную нашел только у вас на сайте. Вот тут все понятно и по полочкам разлажено. Понял, что к чему и наконец-то справился с поставленной для себя задачей. Спасибо за хороший и полезный материал!

    Reply
  12. Сергей

    Нужно учитывать то, что в каждом драйвере есть свои плюсы и свои минус. При выборе драйвера не нужно всем этим пренебрегать. И еще нужно учитывать, что исходя из этих пять элементов можно выбрать какой драйвер подходит именно для вашей лампы. Если человек хорошо развирается в электричестве, то эта статья просто наглядная шпаргалка. Да и те, кто плохо развираются много информации ля изучения.  В ней все с подробной схемой описано. А так же очень много конкретной информации о том какие могут проблемы с каждым из приведенных в этой статье драйверов. 

    Reply
  13. Сергей

    Статья полезная и информативная. Думаю, что даже новичку будет несложно во всем разобраться, не говоря уже о том, что при правильном подходе к выбору светодиодной лампы предоставленные здесь сведения просто сэкономят деньги. Технически немного сложновато, но вполне доступно. Радует то, что изученная человеком информация фактически переводит его из статуса обычного покупателя в ранг настоящего продавца-консультанта. предоставляя право право выбора непосредственно ему самому, что также немаловажно с материальной точки зрения. Что же относительно непосредственного выбора, то могу посоветовать приобретать лампы с драйверами и практически отказаться от самых простых моделей, оснащенных всего лишь обычным блоком питания, который слабо обеспечивает стабилизацию тока и напряжения.

    Reply
  14. Елена

    Выбор светодиодных ламп – задача непростая. Светодиодные лампы имеют много параметров, влияющих на качество и безопасность освещения.
    Желтый свет помогает расслабиться и отдохнуть, поэтому дома в вечернее время свет должен быть тёплым, а белый свет способствует повышению работоспособности. Лампы с холодным белым светом предназначены для использования в хозяйственных помещениях.
    Все светодиодные лампы имеют гарантию от 1 года до 5 лет. Магазины обязаны менять лампы по гарантии в течение этого срока, если они вышли из строя, но при этом вы должны сохранить чек о покупке лампы. Понравилось, что сайт рассказывает о схеме подключения драйвера к светодиодам, о её устройстве, о снижении напряжения.
    💡 💡 💡

    Reply
  15. Валентин

    Приятно, что есть люди, которые стараются и создают такие материалы. У вас все подробно написано и я смог разобраться со своими проблемами, которые возникли в процессе создания освещения в моей новой квартире. Я и сам многое когда-то знал, но это было давно и я очень многое забыл. Поэтому и ваш материал мне помог все вспомнить и осознать как лучше поступить, чтобы сэкономить свое время и сделать все правильно и с первого раза. Очень полезно было прочитать и разобраться. Большое спасибо за полезность!

    Reply