Čo je ovládač pre LED žiarovky, ako si vybrať a skontrolovať toto zariadenie?

Špeciálne elektronické obvody – drivery – umožňujú predĺžiť životnosť LED diód, urobiť ich žiaru rovnomernou a vysoko kvalitnou. Dozvieme sa, ako toto zariadenie funguje, ako ho správne vybrať a nainštalovať a ako si ho vyrobiť sami.

Čo je ovládač a prečo je potrebný?

LED diódy sú veľmi citlivé na zmeny parametrov siete, preto sú pripojené k sieti prostredníctvom ovládača – elektronického zariadenia, ktoré riadi prúd a napätie. Typicky sa ovládač pre LED lampu vyberá s rezervou výkonu a berie do úvahy rozsah výstupného napätia a prúdu. Ak svojimi parametrami nevyhovuje LED zariadeniu, stane sa nepoužiteľným, bude potrebné ho zlikvidovať.

Princíp činnosti, klasický obvod a rozdiel od napájania

Aj keď sa ovládač často označuje ako napájací zdroj, je medzi nimi rozdiel. Budič je zdrojom prúdu, ktorý si udržiava konštantnú hodnotu pre prechod cez LED a napájací zdroj udržuje stabilné napätie. Zvážte, ako funguje napájací zdroj na konkrétnom príklade:

• Pripojte odpor (R) 40 ohmov k 12 V zdroju.
• Cez rezistor nechajte tiecť prúd (I) 300 mA. Ak sú nainštalované dva odpory, prúd sa zdvojnásobí na 600 mA. V tomto prípade sa napätie nezmení, pretože má proporcionálny vzťah s prúdom a odporom (Ohmov zákon I \u003d U / R).

Teraz sa pozrime, ako ovládač funguje:

• Nech je do obvodu zahrnutý 30 Ω rezistor (R) s budičom 225 mA.
• Ak sú pri napätí (U) 12 V zapojené dva paralelne zapojené odpory 30 Ohm, prúd zostane rovnaký – 225 mA a napätie bude polovičné – 6 V.

Budič nakoniec dodáva záťaži daný výstupný prúd, bez ohľadu na prepätia. Preto LED diódy, ktoré budú napájané napätím 6 V, budú svietiť rovnako jasne ako pri zdroji 10 V, ak sa na ne aplikuje daná úroveň prúdu. Obvod ovládača LED
: Obvod ovládača pozostáva z troch vzájomne prepojených uzlov:

• kapacita pre oddelenie napätia;
• rektifikačný modul;
• stabilizátor.

Ako obvod funguje:

1. Pri prechode prúdu sa kondenzátor C nabíja, kým nie je úplne nabitý. Čím je jeho kapacita menšia, tým rýchlejšie sa nabíja.
2. Striedavý prúd sa mení na pulzujúci. Prvá časť vlny je vyhladená, keď prechádza cez kondenzátor C.
3. Elektrolytický kondenzátor, ktorý dopĺňa obvod, slúži ako vyhladzovací filter-stabilizátor.

technické údaje

Pri kúpe LED lampy možno budete musieť zakúpiť ovládač, ak osvetľovacie zariadenie nemá prúdový menič. Hlavné charakteristiky:

• výstupný prúd, A;
• prevádzkový výkon, W;
• výstupné napätie, V.

Výstupné napätie sa môže líšiť. Závisí to od schémy pripojenia napájania a počtu LED diód. Úroveň jasu a výkonu závisí od veľkosti prúdu. Aby diódy svietili jasne a nie slabo, prúd na výstupe budiča sa udržiava na danej úrovni. Výkon meniča by mal byť o niečo vyšší ako celkový počet wattov všetkých diód. Na výpočet výkonu vodiča sa používa vzorec: P \u003d P (LED) × X kde:

• P (led) je výkon jednej LED;
• X je počet diód.

Ak sa vypočítaný výkon ukázal ako 10 W, vodič sa musí brať s rezervou 20-30%.

Typy ovládačov

Všetci vodiči sa rozlišujú podľa troch kritérií – podľa spôsobu stabilizácie, konštrukčných prvkov a prítomnosti / neprítomnosti ochrany. Zvážme všetky možnosti podrobnejšie.

Lineárne a impulzné

V závislosti od aktuálneho stabilizačného obvodu sú ovládače rozdelené do dvoch typov – lineárne a impulzné. Líšia sa princípom fungovania a účinnosti. Pred elektronickým obvodom vodiča bola nastavená úloha – zabezpečiť stabilné hodnoty prúdu a napätia dodávaného do kryštálu (LED). Najjednoduchšou a najlacnejšou možnosťou je zahrnúť do obvodu obmedzovací odpor. Lineárna schéma napájania:
Tento elementárny obvod nie je schopný zabezpečiť automatickú údržbu prúdu. S nárastom napätia úmerne rastie a keď prekročí prípustnú hodnotu, kryštál sa zrúti z prehriatia. Zložitejšie riadenie sa vykonáva zahrnutím tranzistora do obvodu. Nevýhodou lineárneho obvodu je pokles výkonu so zvýšením napätia. Táto možnosť je platná pri použití zdrojov LED s nízkym výkonom, ale pri použití LED s vysokým výkonom sa takéto obvody nepoužívajú. Výhody lineárnej schémy:

• jednoduchosť;
• lacnosť;
• relatívna spoľahlivosť.

Spolu s lineárnymi obvodmi možno prúd a napätie stabilizovať pulznou stabilizáciou:

• po stlačení tlačidla sa kondenzátor nabije;
• po uvoľnení sa kondenzátor vybije, čím sa uložená energia odovzdá polovodičovému prvku (LED), ktorý začne vyžarovať svetlo;
• ak napätie stúpne, potom sa čas nabíjania kondenzátora zníži, ak klesne, zvýši sa.

Používateľ nemusí stláčať tlačidlo – elektronika robí všetko za neho. Úlohu gombíkového mechanizmu v moderných napájacích zdrojoch vykonávajú polovodiče – tyristory alebo tranzistory. Uvažovaný princíp činnosti sa v elektronike nazýva modulácia šírky impulzov. Za sekundu môžu prebehnúť desiatky a dokonca tisíce operácií. Účinnosť takejto schémy dosahuje 95%. Zjednodušená schéma stabilizácie impulzu:

Elektronické, stmievateľné a na báze kondenzátorov

Rozsah jeho použitia a výkonové charakteristiky závisia od princípu pohonného zariadenia. Typy ovládačov podľa princípu zariadenia:

• Elektronické. Ich obvody nevyhnutne používajú tranzistor. Na výstupe je inštalovaný kondenzátor, ktorý eliminuje alebo aspoň vyhladzuje zvlnenie prúdu. Elektronické meniče sú schopné stabilizovať prúdy až do 750 mA. Ovládače elektronického typu zápasia nielen s vlnkami, ale aj s vysokofrekvenčným elektromagnetickým rušením vyvolaným elektrickými spotrebičmi (rádio, TV, router a pod.). Minimalizácia rušenia umožňuje prítomnosť špeciálneho keramického kondenzátora. Mínusom elektronického ovládača sú vysoké náklady a účinnosť je takmer 95%. Používajú sa vo výkonných LED lampách: svetlomety automobilov, reflektory, pouličné lampy.
• Stmievateľné. Funkciou stmievateľných ovládačov je schopnosť ovládať jas lampy. Úprava je založená na zmene výstupného prúdu, ktorý určuje jas svetelného toku. Ovládač môže byť zaradený do obvodu dvoma spôsobmi: medzi svietidlo a stabilizátor alebo medzi napájací zdroj a prevodník.
• Na báze kondenzátora. Jedná sa o lacné modely používané pre lacné LED svietidlá. Ak výrobca neposkytol v obvode vyhladzovací kondenzátor, potom sa na výstupe pozoruje zvlnenie. Ďalšou nevýhodou je nedostatočná bezpečnosť. Výhodou takýchto modelov je vysoká účinnosť, sklon k 100% a jednoduchosť zapojenia. Takéto ovládače sa dajú ľahko zostaviť vlastnými rukami.

Ovládače kondenzátorov môžu spôsobovať blikanie, a preto sa neodporúčajú používať s vnútornými spotrebičmi. Blikanie nepriaznivo ovplyvňuje zrak a dráždi nervový systém.

S telom a bez tela

Vodič môže alebo nemusí byť umiestnený v ochrannom puzdre. Elektronické obvody sú citlivé na mnohé vonkajšie faktory, takže umiestnenie ovládača do puzdra sa považuje za spoľahlivejšiu možnosť. Puzdro chráni elektronický menič pred vlhkosťou, prachom, priamym slnečným žiarením atď. Nebalené modely sú lacnejšie, ale majú kratšiu životnosť a horšiu prevádzkovú stabilitu. Sú vhodnejšie na zapustenú montáž.

Dátum minimálnej trvanlivosti

Ovládač je dimenzovaný na približne 30 000 hodín. To je o niečo menej ako odhadovaná životnosť mnohých LED svietidiel. Takýto pokles je spojený s nepriaznivými faktormi, v ktorých musí súčasný stabilizátor pôsobiť. Čo negatívne ovplyvňuje činnosť vodiča:

• prepätia;
• zmeny teploty a/alebo vlhkosti.

Ak je 200 W spotrebič zaťažený 100 W, potom sa do siete vráti 50 % nominálnej hodnoty. To môže spôsobiť preťaženie a výpadok napájania.

Životnosť budiča je obmedzená životnosťou vyhladzovacieho kondenzátora. Postupom času sa v ňom vyparí elektrolyt a zariadenie zlyhá.

Aby sa predĺžila prevádzka ovládača, musí byť prevádzkovaný v miestnostiach s normálnou (nie vysokou) vlhkosťou a pripojený k sieti s kvalitným napätím bez prepätia.

Ako si vybrať ovládač pre LED lampu?

Po pripojení k stabilizátoru prúdu dostávajú polovodiče potrebný výkon a dosahujú svoje nominálne charakteristiky. Životnosť diód závisí od toho, ako správne je zvolený ovládač. Na aké parametre si treba dať pozor:

• Moc. Určuje maximálne prípustné zaťaženie, pre ktoré je zariadenie konštruované. Napríklad označenie (20×26)x1W znamená, že k ovládaču možno súčasne pripojiť 20 až 26 LED diód, každá s výkonom 1 W.
• Prúd a napätie (nominálne hodnoty). Výrobcovia uvádzajú tento parameter na každej LED dióde, pre to je vybraný ovládač. Ak je maximálny menovitý prúd 350 mA, musí byť pripojený zdroj 300-330 mA. Takýto rozsah prevádzkových prúdov vám umožňuje zabezpečiť trvanlivosť lampy, ktorú poskytuje výrobca.
• Trieda ochrany. Od tohto indikátora závisí, kde presne môžu byť lampy použité – vonku alebo v interiéri. Trieda odolnosti proti vlhkosti a tesnosti je označená písmenami IP a je vyjadrená dvoma číslami. Prvá číslica sa používa na posúdenie ochrany pred pevnými frakciami (prach, špina, piesok, ľad), druhá – z kvapalných médií. Trieda ochrany neudáva teplotu, pri ktorej je možné svietidlo používať.
• Rám. Vodič môže mať otvorené perforované kovové puzdro alebo uzavreté. V druhom prípade je zariadenie umiestnené v kovovej krabici. Pre domáce použitie je vhodné neuzavreté plastové puzdro.
• Princíp činnosti. Obmedzovací odpor neodstraňuje kolísanie napätia v sieti a nechráni pred impulzným šumom. Najmenšia zmena napätia vedie k náhlym skokom prúdu. Lineárne regulátory sa považujú za nespoľahlivé a ovládače s nízkou účinnosťou, uprednostňujú sa spínacie obvody.

Ako skontrolovať, či to funguje?

Na kontrolu ovládača bez zaťaženia stačí na vstup bloku priviesť 220 V. Ak zariadenie funguje správne, na výstupe sa objaví konštantné napätie. Jeho hodnota bude o niečo vyššia ako horná hranica uvedená na štítku vodiča. Ak má stabilizátor napríklad rozsah 27-37 V, tak na výstupe by malo byť asi 40 V. Na udržanie prúdu v danom rozsahu, keď sa odpor záťaže zvyšuje (bez záťaže má tendenciu do nekonečna), napätie tiež rastie do určitej hranice. Táto metóda overovania je jednoduchá a prístupná, ale neumožňuje vyvodiť jednoznačné závery o 100% prevádzkyschopnosti zariadenia. Sú ovládače, ktoré po zapnutí bez záťaže nenaštartujú alebo sa správajú nepochopiteľne. Druhá možnosť kontroly:

1. Pripojte odpor k výstupu ovládača a vyberte jeho odpor na základe Ohmovho zákona. Napríklad výkon ovládača je 20 W, výstupný prúd je 600 mA, napätie je 25-35 V. Požadovaný odpor bude 38-58 ohmov.
2. Vyberte odpor zo špecifikovaného rozsahu a s príslušným výkonom. Aj keď je malý, na overenie to stačí.
3. Pripojte odpor a zmerajte výstupné napätie pomocou testera. Ak je v stanovených medziach, potom ovládač určite funguje.

Pri hľadaní porúch je potrebné vziať do úvahy princíp návrhu obvodu. V lineárnych a impulzných obvodoch môžu byť poruchy spojené s určitými problémami. Možné poruchy:

• V lineárnych stabilizátoroch sa na ochranu pred poklesom napätia používa pár odporov s odporom 5 až 100 ohmov. Jeden je na vstupe diódového mostíka, druhý je na výstupe. Na zníženie blikania sa paralelne so záťažou zapína kondenzátor-elektrolyt s maximálnou kapacitou. Poruchy lineárnych ovládačov môžu byť spojené s vyhorením jedného alebo dvoch ochranných odporov naraz.
• V pulzných meničoch prúdu sú mikroobvody chránené pred preťažením, prehriatím a prepätím a teoreticky sa nemôžu zlomiť. V skutočnosti sa akýkoľvek mikroobvod, najmä v ovládačoch vyrobených v Číne, môže stať nepoužiteľným. Problém je znásobený skutočnosťou, že mnoho čínskych čipov je ťažké nájsť náhradu. Niektoré z nich sa nedajú nájsť ani na internete.

Pripojenie

Pripojenie ovládača k LED nespôsobuje používateľom ťažkosti, pretože na jeho tele je potrebné označenie. Ako pripojiť ovládač:

1. Pripojte vstupné napätie na vstupné vodiče (INPUT).
2. Pripojte LED diódy k výstupným vodičom (OUTPUT).

Pri pripájaní dbajte na polaritu:

• Polárny vstup (INPUT). Ak je ovládač napájaný konštantným napätím, potom pripojte výstup „+“ k rovnakému pólu napájacieho zdroja. Ak je napätie striedavé, dávajte pozor na označenia na vstupných vodičoch. Sú dve možnosti:
  • “L” a “N”. Aplikujte fázu na výstup „L“ (nájdite ho pomocou indikačného skrutkovača) na „N“ – nula.
  • “~”, “AC” alebo žiadne označenie – nemôžete pozorovať polaritu.
• Polárny výstup (OUTPUT). Vždy dodržiavajte polaritu. Pripojte “+” vodič k anóde 1. LED, “-” ku katóde poslednej LED. Všetky polovodiče sú zapojené do série – anóda nasledujúceho je pripojená ku katóde predchádzajúcej.

Existuje druhá možnosť pripojenia LED – paralelne je zapojených niekoľko reťazcov obsahujúcich rovnaký počet diód. Pri sériovom zapojení všetky prvky svietia rovnako, pri paralelnej verzii môžu mať čiary rôzny jas.

Ako vyrobiť ovládač pre LED lampu vlastnými rukami?

Ovládač môže byť vyrobený zo starej nabíjačky telefónu. Na čipe je potrebné urobiť len malé zmeny. Takýto domáci produkt stačí na napájanie 3 LED diód s výkonom 1 W každej. Zvážte krok za krokom montáž ovládača z nabíjačky telefónu:

1. Vyberte puzdro z nabíjačky.
2. Pomocou spájkovačky odstráňte odpor, ktorý obmedzuje napätie dodávané do telefónu.
3. Namiesto spájkovaného odporu vložte ladiaci odpor. Nastavte ho na 5 000 ohmov.
4. Prispájkujte LED diódy v sérii na výstupný kanál.
5. Odspájkujte vstupné kanály a namiesto nich prispájkujte 220V napájací kábel.
6. Skontrolujte činnosť obvodu nastavením napätia na rezistore pomocou regulátora tak, aby diódy svietili jasne, ale nemenili farby.

Pri vykonávaní prác na vytváraní potápača z nabíjačky musíte dodržiavať bezpečnostné predpisy. Ak sa dotknete holých častí, môžete dostať silný elektrický šok.

Ovládač sa dá postaviť aj od základov. Na to potrebujete spájkovačku, tester, drôty a integrovaný stabilizátor KR142EN12A (alebo zahraničný analóg – LM317), ktorý je možné zakúpiť v akomkoľvek špecializovanom obchode za 20 rubľov Parametre zakúpeného mikroobvodu sú 40 V a Prúd 1,5 A. Má zabudovanú ochranu proti preťaženiu, prehriatiu a skratu. Mikroobvod stabilizuje napätie a vodič vyrovnáva prúd, takže budete musieť vykonať zmeny v štandardnom obvode na pripojenie mikroobvodu. Vodič na integrovanom stabilizátore:
V tomto prípade je úlohou mikroobvodu regulovať, vďaka čomu sa prúd udrží na požadovanej úrovni. Aktuálna hodnota je určená odporom rezistora R1. Jeho nominálna hodnota sa vypočíta podľa vzorca: R = 1,2 / I, kde:

• R – odpor, Ohm;
• I – prúd, A.

Poradie zostavenia ovládača:

1. Zostavte regulátor prúdu 9,9 V s prúdom 300 mA. Potom R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 ohmy. Výkon odporu – od 4 wattov. Môžete si vziať odpory, ktoré sa používajú v televízoroch. Dajú sa kúpiť aj v obchodoch. Výkon týchto prvkov je 2 W, odpor je 1-2 ohmy.
2. Zapojte odpory do série. Ich odpor sa sčíta a bude sa rovnať 2-4 ohmom.
3. Pripojte čip k chladiču a pripojte obvod sériovo zapojených diód na výstup ovládača. Pri pripájaní LED dbajte na polaritu.
4. Na vstup priveďte konštantné napätie 12-40 V (zariadenie je navrhnuté pre 9,9 V, takže to berieme s rezervou). Nestojí za to prekročiť limitnú hodnotu – mikroobvod môže vyhorieť. Dodávané napätie nemusí byť stabilizované. Môžete použiť autobatériu, napájanie notebooku alebo znižovací transformátor s diódovým mostíkom. Pripojte ovládač, dodržujte polaritu – práca je hotová.

Vďaka ovládačom je možné nielen zlepšiť výkon LED svietidiel, ale aj zabezpečiť ich dlhú, neprerušovanú prevádzku. Vzhľadom na náklady na svietidlá LED sa použitie ovládačov stáva nákladovo efektívnym riešením.