Designen och principen för drift av drivrutiner för LED-lampor

Драйвер для светодиодных лампПодключение

Drivrutiner är speciella enheter som säkerställer stabil drift av LED-lampor. Utan dem är dioder instabila och misslyckas snabbt. Vi kommer att lära oss hur förare är ordnade och hur de fungerar.

Varför LED-drivrutin?

Lysdioder är mycket mer energieffektiva och håller längre än glödlampor. De kan fungera i åratal och förbrukar flera gånger mindre el än konventionella glödlampor, med en stabil strömförsörjning, som föraren ansvarar för.
Drivrutin för LED-lamporLysdioder är mycket känsliga för strömmen som tillförs deras ingångar. De är inte rädda för lägre värden, men ökade spänningar och strömmar kan inte bara avsevärt minska resursen för halvledare utan också inaktivera dem. Förarens uppgift är att förse lysdioderna med en stabil ström. Drivrutin för LED-lampor – strömförsörjning. Det är en elektronisk krets, vars utgång är en konstant ström av ett givet värde.

För att LED-element ska fungera under lång tid och effektivt, brinna ljust och utan att flimra, måste en ström av ett sådant värde som anges i det tekniska databladet för halvledarelementet strömma genom lysdioderna.

LED-drivrutiner som erbjuds av tillverkare är designade för spänningar på 10, 12, 24, 220 V och likströmmar på 350 mA, 700 mA, 1 A. Vanligtvis är drivrutiner gjorda för specifika armaturer, men det finns också universella enheter till försäljning som passar de flesta LED-artiklar från kända varumärken. Nuvarande stabilisatorer används i:

  • gatu- och hembelysningssystem;
  • stationära kontorslampor;
  • LED-strips och dekorativ belysning.

Drivrutiner ändrar ljusstyrkan och färgen på lysdioderna. Detta görs med hjälp av vredarna eller fjärrkontrollen. En LED-lampa utan förare är instabil och riskerar att snabbt gå sönder.

Funktionsprincip

En spänning läggs på ingången på LED-drivrutinen, som kan variera. Strömmen passerar genom motstånden R1 och R3, erhåller det önskade värdet, och kondensatorn Cl ställer in sin frekvens. Växelström, som hämtar de inställda parametrarna, går in i diodbryggan. Genom att passera denna likriktare omvandlas strömmen från alternerande till direkt. Vidare justeras dess parametrar av motstånden R2 och R4 och kondensatorn C2. På detta sätt uppnås den maximala noggrannheten för utgångsströmparametrarna. Elektriskt kretsschema för enheten:
Schema

Typer av förare enligt funktionsprincipen

Alla drivrutiner för lysdioder är uppdelade i linjära och pulsade. Varje grupp har sina fördelar, nackdelar och rekommendationer för användning. Jämförelse av linjär- och pulsströmomvandlare:

SortsfördelarMinusAnsökan
LinjärStör inteMindre än 80 % verkningsgrad, värms uppLågeffekt LED-lampor, remsor och ficklampor
PulsHög effektivitet – 95 %Skapar elektromagnetiska pickuperGatubelysning och hushåll

Linjär

Baserat på den linjära kretsen skapas de enklaste drivrutinerna för LED-lampan. Som stabiliseringselement används ett begränsningsmotstånd med variabel resistans. I en industriell drivrutin styrs motståndets “motor” inte av en person, utan av elektronik. Om spänningen stiger till kritiska värden börjar strömmen också växa, och när den når ett oacceptabelt värde överhettas lysdioden och förstörs därefter. I mer komplexa kretsar används transistorer för att reglera strömmen. Nackdelen med den linjära kretsen är stora effektförluster, eftersom med ökande spänning ökar dess värdelösa förlust. En liknande nackdel är tillåten förutom lågeffektlampor. För multi-watt lysdioder är sådana scheman inte lämpliga. Fördelar med ett linjärt stabiliseringsschema:

  • enkel design;
  • låg kostnad;
  • tillräcklig tillförlitlighet (vid låg lasteffekt).

Linjär stabilisator:
Linjär stabilisator

Puls

Det andra alternativet är impulsstabilisering. Efter att ha slagit på KH-knappen laddas kondensatorn C. Efter att ha öppnat knappens kontakter börjar den laddas ur, vilket ger elektricitet till halvledarelementet. Den enklaste omkopplingsregulatorn:
Den enklaste stabilisatornMedan kondensatorn avger energi avger dioden ljus. Ju högre inspänning, desto kortare laddningstid. Genom att trycka och släppa knappen bibehålls glöden. Denna funktionsprincip kallas pulsbreddsmodulering. Dussintals och till och med tusentals operationer sker per sekund.

Typer av drivrutiner efter designtyp

Drivrutiner för LED-element är en liten elektronisk krets sammansatt av motstånd, kondensatorer och halvledardioder placerade på kortet. Enheter som stabiliserar strömmen för lysdioder finns i 2 versioner:

  • I skrovet. Detta är det vanligaste alternativet. Kostnaden för en sådan enhet är högre. Dess främsta fördel är skyddet av strukturella element från fukt och damm.
  • Utan kropp. Deras användning är endast motiverad för dold installation. De är billigare än fallanaloger.

Enligt designen delas omvandlare in i tre grupper.

Elektronisk

I en elektronisk omvandlare är en transistor ansvarig för att korrigera strömmen. Dess uppgift är att avlasta kontrollmikrokretsen. För att jämna ut krusningen så mycket som möjligt installeras en kondensator vid kretsens utgång.
Drivrutin för LED-lamporElektroniska enheter är dyra, men stabiliserar strömmen upp till maximalt 750 mA. De senaste drivrutinerna av denna typ är vanligtvis installerade på lampor med E27-sockel. De största nackdelarna är krusningar och störningar i högfrekvensområdet. Om hushållsapparater, till exempel en radio, är anslutna till samma uttag som lampan, uppstår störningar vid FM-frekvenser. . En bra elektronisk drivrutin bör ha två kondensatorer samtidigt:

  • elektrolytisk, som jämnar ut pulsationer;
  • keramik, som sänker höga frekvenser.

Denna kombination är sällsynt, särskilt hos kinesiska förare. IC-kunniga användare kan få förarens utgångsparametrar genom att ändra resistorvärdena. På grund av den höga effektiviteten – cirka 95% – används elektroniska drivrutiner för en mängd olika ändamål (för att säkerställa driften av LED-lampor för fordon, gatu- och hushållsbelysning).

Baserat på kondensatorer

Drivrutiner baserade på användning av kondensatorer är något mindre populära. Nästan alla budget LED-lampkretsar med sådana enheter har liknande egenskaper.
Baserat på kondensatorerPå grund av ändringar som gjorts av tillverkare av elektriska kretsar kan vissa element tas bort från dem. Särskilt ofta har de inte en kondensator som är ansvarig för att jämna ut krusningar. Fördelar med kondensatordrivrutiner:

  • enkel design;
  • Verkningsgraden tenderar till 100%, eftersom effektförluster endast observeras i motstånd och kopplingar av halvledarelement.

Enligt GOST är den tillåtna rippelhastigheten 10-20% och beror på syftet med rummet där belysningsanordningen fungerar.

Dimbar

En dimmer är en enhet som styr ljusstyrkan på lysdioder. Många moderna förare har dessa användbara funktioner.
DimbarFördelar med dimbara drivrutiner:

  • användaren väljer den belysningsnivå som är bekväm för det aktuella ögonblicket;
  • införandet av en dimmer i strömstabilisatorer gör att du ekonomiskt kan konsumera både elektricitet och livslängden för lysdioderna.

Utförandealternativ:

  • Dimningsanordningen är placerad mellan strömförsörjningen och LED-lampan. En sådan anordning styr elektriciteten som tillförs lysdioderna. Vanligtvis är dessa pulsbreddsstabilisatorer (PWM) som korrigerar mängden ström.
  • Enheten styr strömförsörjningen. Den utför strömkorrigering. Lysstyrkan och färgen på dioderna ändras.

Livstid

Varaktigheten av den korrekta driften av föraren beror på dess kvalitet och driftsförhållanden. Men även enheten av högsta kvalitet har en mycket mindre resurs än de lysdioder som är anslutna till den. LED-element från kända märken håller i cirka 100 000 timmar. Beräknad tid för förarens drift:

  • låg kvalitet – upp till 20 000 timmar;
  • genomsnitt – upp till 50 000 timmar;
  • hög – upp till 70 000 timmar.

För produktion och gatan rekommenderas det att ta förare med lång livslängd.

Varaktigheten av strömstabilisatorn för lysdioder påverkas av externa faktorer. Drivrutinen kan misslyckas av följande skäl:

  • hög luftfuktighet i rummet, vilket inte motsvarar enhetens skyddsgrad;
  • plötsliga temperaturförändringar;
  • dålig ventilation;
  • felaktig lasteffektberäkning.

Oftast går drivrutinen sönder på grund av kondensatorn – den misslyckas under strömspänningar i nätverket.

Hur väljer man en förare?

De flesta LED-belysningsdrivrutiner som säljs på den inhemska marknaden är tillverkade i Kina, är billiga och är inte av hög kvalitet. I kinesiska LED-lampdrivrutiner hittas ofta defekta mikrokretsar, det rekommenderas inte att köpa dem. En sådan enhet misslyckas snabbt, och det är osannolikt att det kommer att vara möjligt att byta ut den mot en ny eller returnera pengarna. Tips för att välja en LED-drivrutin:

  • Ta strömstabilisatorn tillsammans med lasten.
  • Tänk på belastningseffekten som kommer att kopplas till föraren.
  • Var uppmärksam på kroppen. Den ska ange effekt, spänningsområden (ingång och utgång), det nominella värdet för den stabiliserade strömmen, fukt- och dammresistansklassen.

Maximal drivkraft

Utspänningen beror på antalet dioder i kretsen och på schemat för deras inkludering. Den måste vara större än eller lika med summan av energin som spenderas av varje block i den elektriska kretsen. Märkströmmen bestäms av elementens kraft och deras ljusstyrka. Syftet med stabilisatorn är att förse dioderna med nödvändig energi. Den totala effekten av lysdioderna bestäms av parametrarna för varje element, deras antal och färg. Mängden energi som förbrukas beräknas enligt formeln: P = PLED x N, där N är antalet dioder i kretsen, PLED är effekten av en diod. Det nominella värdet tas 20-30 % mer än den beräknade effekten: Pmax ≥ (1.2..1.3) * P. Färgen på elementens glöd beaktas också. Det påverkar utspänningen. Det anges direkt på enheten eller på förpackningen. Till exempel finns det tre 3W lysdioder. Då är den totala effekten 9 watt. Rekommenderad drivrutin Pmax = 9 x 1,3 = 11,7 watt.

Pris

Drivrutiner för LED-belysning säljs i elaffärer, på Internet, i butiker som handlar med radiokomponenter. Att köpa online är billigast.
Drivrutin för LED-lamporUngefärliga priser för nuvarande stabilisatorer:

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

Mikrokretsen PT4115 – en buck-omvandlare – kostar 150 rubel per styck. Kraftfullare element kostar från 150 till flera tusen rubel.

Andra egenskaper

När du köper en förare, var uppmärksam på följande egenskaper:

  • Utspänning. Dess värde beror på antalet lysdioder i armaturen, på strömförsörjningsmetoden och på spänningsfallet över halvledarna. Det finns enheter på marknaden med spänningar från 2 till 50 V och mer.
  • Märkström. Det bör vara tillräckligt för att ge optimal ljusstyrka.
  • LED färg. Det påverkar spänningsfallet.

Beroendet av elektriska parametrar på färgen på lysdioderna:

FärgSpänningsfall, VNuvarande styrka, AStrömförbrukning, W
Röd1,6-2,04

350

 

0,75
Orange2.04-2.10,9
Gul2,1-2,181.1
Grön3,3-41,25
Blå2,5-3,71.2

Om ljuskällan har tre 1 W vita ljusdioder kopplade i serie, behöver du en drivrutin med en spänning på 9-12 V och en ström på 350 mA. Spänningsfallet över vita kristaller är 3,3 V. Vid seriekopplade summeras spänningarna. Det visar sig 9,9 V, vilket uppfyller förarens arbetsområde. Beroende på modifieringen används enheter för ett visst antal lysdioder – en, två eller fler.

I vardagen och för fytolampor rekommenderas att använda förare i fall. De är mer estetiska och säkrare än ramlösa.

Till exempel är LED-drivrutiner med 9918c-chip i en LED-lampa lämpliga för att driva icke-dimbara lampor och stöder effekt upp till 25W.

Anslutning för drivrutinen

Drivrutinen är ganska enkel att ansluta till lysdioderna. På kroppen finns alla nödvändiga markeringar. En inspänning läggs på ingångsterminalerna (INPUT), och en sträng av lysdioder är ansluten till utgångsterminalerna (OUTPUT). Det viktigaste är att observera polariteten.

Ingångspolaritet

Om föraren drivs av konstant spänning, är den positiva polen på strömkällan ansluten till dess “+”-uttag. För AC-spänning, var uppmärksam på märkningen av ingångsterminalerna. Markeringsalternativ:

  • “L” och “N”. Applicera fasen på utgången “L”. Du kan hitta den med en speciell elektrisk skruvmejsel. Anslut den neutrala ledningen till “N”-uttaget.
  • “~”, “AC” eller ingen markering. I det här fallet är polariteten inte viktig, du kan inte observera den.

Utgångspolaritet

Polaritet måste alltid observeras här. “Plus”-tråden är ansluten till anoden på det första halvledarelementet, “minus”-tråden är ansluten till katoden på den sista dioden. Drivrutinkoppling:
Förbindelse220/12V LED-lampdrivrutinkrets (ingång/utgångsspänning):
Schema

Reparation av LED lampdrivrutiner

Om strömregulatorn förlorar sin förmåga att utföra sina funktioner kan detta leda till skador på lysdioderna. Det är viktigt att identifiera nedbrytningen i tid. För att testa LED-lampdrivrutinen appliceras 220 V på dess ingång. En konstant spänning bör visas vid utgången av en fungerande drivenhet. Dessutom kommer dess värde att vara något större än det övre intervallet som anges på enhetens förpackning. Denna metod är enkel att implementera, men gör det inte möjligt att bedöma enhetens hälsa. För att kontrollera om drivrutinen fungerar, gör följande:

  1. Installera ett motstånd vid utgången av strömstabilisatorn. Dess resistans väljs med hänsyn till den givna strömmen. Bestäms av Ohms lag: R=U/I.
  2. Ta ett motstånd med det beräknade motståndet och motsvarande effekt.
  3. När du har installerat motståndet, mät utspänningen med en testare. Om den inte överskrider driftsområdet fungerar enheten korrekt.

Det andra sättet att söka efter drivrutinsfel:

  1. Om enheten har en säkring, ring den. Testaren ska visa att motståndet är noll. Om motståndet tenderar till oändligt, byt ut säkringen. Om lampan tänds efter att nätverket har slagits på är reparationen över.
  2. Om säkringen inte har gått, leta efter ett haveri ytterligare. Kontrollera diodbryggan.
  3. Om likriktaren är i sin ordning måste du lossa utjämningskondensatorn och ringa den. Ett litet motstånd, som växer framför våra ögon, indikerar kondensatorns användbarhet.
  4. För en enkel förare kommer dessa kontroller att räcka för att hitta källan till problemet. I komplexa strömstabilisatorer måste du ringa alla dioder och elektrolytiska kondensatorer.

När du försöker hitta ett sammanbrott, överväg principen för driften av kretsen:

  • Linjär. I sådana förare utförs skydd mot spänningsfall med 5-100 Ohm motstånd. Ett motstånd placeras vid ingången till likriktaren (diodbryggan). För att minska flimmer är en stor elektrolytisk kondensator kopplad parallellt med belastningen.
  • Puls. I dessa omvandlare finns mikrokretsar som har skydd mot alla hot – överhettning, överbelastningar och överspänningar. De ska inte gå sönder, men allt händer med kinesiska förare.

Problemet med att reparera drivrutiner ligger i svårigheten att välja rätt mikrokretsar. Speciellt om stabilisatorn är tillverkad i Kina. Om ingen metod tillåter dig att hitta orsakerna till nedbrytningen av den nuvarande stabilisatorn, måste du kontakta en specialist. Eller köp en annan drivrutin.

Skillnader från strömförsörjning

Drivrutin många användare ringer av misstag till strömförsörjningen. Faktum är att de är olika enheter. Strömförsörjningen stabiliserar spänningen, föraren – strömmen. Om lysdioderna är anslutna till fel strömkälla misslyckas de snabbt. Strömförsörjningen kan vara:

  • Transformator. De är sällsynta idag, eftersom de i många avseenden förlorar mot sina konkurrenter. Transformatorblocket gör 12 eller 24 V från en spänning på 220 V. Därefter likriktas växelspänningen till en konstant. Den appliceras på lasten.
  • Puls. I dem rätas spänningen omedelbart – 220 V AC omvandlas till 220 V DC. Sedan går den till pulsgeneratorn, som skapar en växelspänning med hög frekvens. Det sista elementet är transformatorn.

Båda nätaggregaten matar ut en konstant spänning av samma storlek. Sådana enheter är inte lämpliga för lysdioder, eftersom de “drivs” av elektrisk ström. Och spänningsfallet över halvledare är bara en av deras egenskaper. Om parametrar skrivs på lysdioden, till exempel 10 mA och 2,7 V, betyder det att mer än de angivna ampere inte kan passeras genom den – det kommer att brinna ut. Med passagen av en ström på 10 mA förloras 2,7 V på halvledaren. Detta är just förlusten och inte den spänning som krävs för att tända lysdioderna.

Hur man gör en linjär LED-drivrutin med egna händer?

Med färdiga mikrokretsar kan alla nybörjare radioamatörer montera en drivrutin för lysdioder. För det här jobbet måste du kunna göra två saker – läsa elscheman och äga en lödkolv. Till exempel kan du montera en strömstabilisator för 3 W lysdioder med PowTech-chippet – PT4115 (Kina). Omvandlaren, skapad på basis av denna mikrokrets, har ett minimum av element och hög effektivitet. Den enklaste strömomvandlaren monteras även från en telefonladdare. Följande är en instruktion för att montera en drivrutin för tre 1W lysdioder. För arbete behöver du:

  • Gammal mobilladdare. Till exempel från Samsung – de är mer pålitliga. Enhetsparametrar – 5 V och 700 mA.
  • Trimmermotstånd med ett motstånd på 10 kOhm.
  • Tre LED-element med en effekt på 1 W.
  • Sladd med stickpropp.

Så här monterar du drivrutinen:

  1. Ta isär laddaren, var försiktig så att du inte skadar dess delar.Förare
  2. Använd en lödkolv för att löda ett 5 kΩ motstånd vid ingången. Byt ut den mot ett justerbart motstånd.Lödarbete
  3. Bestäm uteffekten för belastningen och polariteten för att löda lysdioderna ordentligt. De är förmonterade i en seriell krets.Ladda utgång
  4. Löd loss kontakterna från sladden och lägg en tråd med en kontakt där. Innan du kontrollerar om stabilisatorn fungerar, se till att allt är korrekt anslutet. Om du gör ett misstag kan det bli en kortslutning.olöda
  5. Justera strömmen med trimmern så att lysdioderna tänds.justera
  6. Om de ljusemitterande elementen är på, kontrollera spänning, ström, effekt med en testare.Lysdioder är på

Om lysdioderna lyser, det finns ingen gnista eller rök, monteringen gick bra – din DIY är klar. Användningen av en korrekt vald drivrutin är en viktig förutsättning för högkvalitativ och långvarig drift av LED-strömförsörjning. Det mest pålitliga alternativet är att köpa en märkesenhet tillsammans med LED-lampor. Om du förstår kretsar och är “vänner” med en lödkolv, kan du alltid montera en lämplig drivrutin för LED-element.

Rate article
Add a comment

  1. Олег

    В значительной степени срок службы фотодиодной лампы зависит именно от качества драйвера, а еще точнее от производителя. Это вывод из личного опыта. Также от качества драйвера завит и потребляемая мощность светодиодной лампы, некоторые из драйвером сильно нагреваются, то есть часть потребляемой энергии идет на нагрев. Был очень приятно удивлен, что здесь представлена возможность создания драйвера своими руками, из блока питания. Обязательно попробую такой сделать, поскольку есть светодиодные лампы из сгоревшими драйверами.

    Svara
  2. Айна

    Из множество составляющих светодиодной лампы-драйвер наверно является одним из важнейших. Следовательно, при выборе самой лампы параметры типа драйвера зачастую не указываются. Это ссылается на то, что многие драйверы не долгослужащие. А тут подробно указано о том, как сделать качественный драйвер своими руками, что даже новички запросто разберутся в этом. В целом, статья стала для меня информативной и надеюсь, что в ближайшем будущем обязательно воспользуюсь знаниями полученными в ней

    Svara
  3. Виталий

    Много полезного и интересного для себя почерпнул из этой статьи. Конечно, лучше покупать уже готовый, проверенный драйвер, ведь от него напрямую зависит качество работы светодиодных ламп. Но приятно ведь и что-то сделать своими руками. Не знал, что старые телефонные зарядки, а их в доме полно (у всех членов семьи есть телефоны, зарядки часто выходят из строя), можно так эффективно, то есть с пользой для дела, использовать. Я и сам попробовал изготовить самодельный драйвер ради интереса, действуя пошаговым указаниям, у меня все получилось, чему очень рад.

    Svara
  4. Антон

    Решил в своем доме сам сделать всю электрику и сам все лампы установить решил. Потому что думал, что так будет дешевле  и вроде как, интереснее! Но я даже не думал, что с этим столько много проблем будет. А сложностей еще больше. К тому же я совсем новичок в этом деле и мне в двойне было сложно. Но многое у вас на сайте смог найти. У вас материал полезный подобран и нужный. Особенно, для таких “зеленых” как я, кто с электричеством и лампами никогда и не сталкивался. Спасибо большое за то, что понятно все расписали!

    Svara
  5. Саша

    Спасибо разработчикам, потому что
    я только на этом сайте смог найти, как собрать драйвер, понятно и с картинками. Было огромным удивлением, что есть расчётное функционированное время драйвера (из этого возникает вопрос, какой лучше брать?) эх, наткнулся бы я ещё на советы выбора драйвера чуть раньше, то не брал бы тот китайский, который и недели не прослужил.

    Svara
  6. Саша

    Спасибо разработчикам, потому что я только на этом сайте смог найти, как собрать драйвер, понятно и с картинками. Было огромным удивлением, что есть расчётное функционированное время драйвера (из этого возникает вопрос, какой лучше брать?) эх, наткнулся бы я ещё на советы выбора драйвера чуть раньше, то не брал бы тот китайский, который и недели не прослужил.

    Svara
  7. Елена

    Я немного увлекаюсь дизайном интерьера в плане хобби. Создаю очень много интересных вещей из подручных материалов. Вот недавно довелось делать светодиодные светильники. Я в этом деле дуб дубом, как, что и куда подсоединять, мне помогал супруг. Но думаю, все равно нужно научиться самой, авось пригодится. Из статьи узнала очень много полезного и нового для себя. Даже муж прочитал с любопытством, возможно, тоже открыл что-то для себя неизвестное. А вот своими руками сделать драйвер, очень здоровская идея.

    Svara
  8. Саня

    Довольно сложно в этом во всем разобраться. Я по молодости лет учился на электрика, но со временем все позабылось и сейчас, когда возникла необходимость, то пришлось вспоминать, а я и половины не помню, да и все немного изменилось. Мои знания, так скажем, устарели. По этой причине и стал искать информацию в интернете. Благо, что ваш сайт сразу нашел. Нигде таких подробных схем я еще не видел и не встречал, сразу знания немного освежились и стало хоть что-то понятно. Спасибо вам за информацию, которой вы делитесь!

    Svara
  9. Костя

    Согласен, срок службы светодиодной лампы напрямую зависит и от производителя, и от того, качественный драйвер стоит или нет. У меня был случай, когда лампа вышла из строя уже через месяц использования. Похоже, что сделана лампа была(догадайтесь с трех раз!)) в Китайской народной республике. Знающий человек говорит, что каждая третья светодиодная лампа, сделанная в Китае, сгорает всего за несколько дней использования. Насчет того, что от качества драйвера зависит и потребляемая мощность лампы, не уверен. Но не удивлюсь, что это так!

    Svara