Vad är en drivrutin för led-lampor, hur man väljer och kontrollerar den här enheten?

Speciella elektroniska kretsar – drivrutiner – låter dig förlänga livslängden på lysdioderna, göra deras glöd enhetlig och av hög kvalitet. Vi kommer att lära oss hur den här enheten fungerar, hur man väljer och installerar den korrekt och hur man gör den själv.

Vad är en drivrutin och varför behövs den?

Lysdioder är mycket känsliga för förändringar i elnätets parametrar, så de är anslutna till nätverket via en drivrutin – en elektronisk enhet som styr strömmen och spänningen. Vanligtvis väljs en drivrutin för en led-lampa med en effektmarginal och med hänsyn till området för utspänning och ström. Om dess parametrar inte passar LED-enheten kommer den att bli oanvändbar, den måste kasseras.

Funktionsprincipen, den klassiska kretsen och skillnaden från strömförsörjningen

Även om en drivrutin ofta kallas en strömförsörjning, finns det en skillnad mellan de två. Föraren är en strömkälla som bibehåller sitt konstanta värde för att passera genom lysdioden, och strömförsörjningen upprätthåller en stabil spänning. Tänk på hur strömförsörjningen fungerar på ett specifikt exempel:

• Anslut ett motstånd (R) på 40 ohm till en 12 V-källa.
• Låt en ström (I) på 300 mA flöda genom motståndet. Med två motstånd installerade kommer strömmen att fördubblas till 600 mA. I det här fallet kommer spänningen inte att ändras, eftersom den har ett proportionellt förhållande till ström och motstånd (Ohms lag I \u003d U / R).

Låt oss nu se hur drivrutinen fungerar:

• Låt ett 30 Ω motstånd (R) ingå i kretsen med en 225 mA drivenhet.
• Om två parallellkopplade 30 Ohm motstånd vid en spänning (U) på 12 V ansluts, kommer strömmen att förbli densamma – 225 mA, och spänningen blir hälften så mycket – 6 V.

Drivrutinen förser så småningom lasten med en given utström, oavsett strömstötar. Därför kommer lysdioderna, som kommer att förses med en spänning på 6 V, att lysa lika starkt som med en källa på 10 V, om en given strömnivå appliceras på den. LED-
drivkrets: Drivkretsen består av tre sammankopplade noder:

• kapacitans för spänningsseparation;
• korrigeringsmodul;
• stabilisator.

Hur kretsen fungerar:

1. När en ström passerar laddas kondensatorn C tills den är fulladdad. Ju mindre kapacitet, desto snabbare laddas den.
2. Växelström omvandlas till pulserande. Den första delen av vågen jämnas ut när den passerar genom kondensator C.
3. Den elektrolytiska kondensatorn som kompletterar kretsen fungerar som en utjämnande filterstabilisator.

Specifikationer

Vid köp av en LED-lampa kan det bli nödvändigt att köpa en drivrutin om belysningsenheten inte har en strömomvandlare. Huvuddragen:

• utström, A;
• drifteffekt, W;
• utspänning, V.

Utspänningen kan variera. Det beror på strömanslutningsschemat och antalet lysdioder. Nivån på ljusstyrka och effekt beror på strömmens storlek. För att dioderna ska lysa starkt och inte dämpa, hålls strömmen vid drivenhetens utgång på en given nivå. Effekten på omvandlaren bör vara något högre än det totala antalet watt för alla dioder. För att beräkna förarens kraft används formeln: P \u003d P (led) × X där:

• P (led) är effekten av en lysdiod;
• X är antalet dioder.

Om den beräknade effekten visade sig vara 10 W måste föraren tas med en marginal på 20-30%.

Typer av drivrutiner

Alla förare särskiljs enligt tre kriterier – enligt stabiliseringsmetoden, designegenskaper och närvaron / frånvaron av skydd. Låt oss överväga alla alternativ mer i detalj.

Linjär och impuls

Beroende på strömstabiliseringskretsen är drivrutinerna indelade i två typer – linjär och puls. De skiljer sig åt i princip om drift och effektivitet. Innan förarens elektroniska krets var uppgiften inställd – att säkerställa stabila värden på ström och spänning som levereras till kristallen (LED). Det enklaste och billigaste alternativet är att inkludera ett begränsningsmotstånd i kretsen. Linjärt effektschema:
Denna elementära krets kan inte tillhandahålla automatiskt strömunderhåll. Med en ökning av spänningen växer den proportionellt och när den överskrider det tillåtna värdet kommer kristallen att kollapsa av överhettning. Mer komplex styrning utförs genom att inkludera en transistor i kretsen. Nackdelen med en linjär krets är en minskning av effekten med en ökning av spänningen. Det här alternativet är giltigt när du använder LED-källor med låg effekt, men när du använder LED-lampor med hög effekt används inte sådana kretsar. Fördelar med det linjära schemat:

• enkelhet;
• billighet;
• relativ tillförlitlighet.

Tillsammans med linjära kretsar kan ström och spänning stabiliseras genom pulsstabilisering:

• efter att ha tryckt på knappen laddas kondensatorn;
• efter frigöring laddas kondensatorn ur, vilket ger den lagrade energin till halvledarelementet (LED), som börjar avge ljus;
• om spänningen stiger, minskar kondensatorns laddningstid, om den faller ökar den.

Användaren behöver inte trycka på knappen – elektroniken gör allt för honom. Knappmekanismens roll i moderna strömförsörjningar utförs av halvledare – tyristorer eller transistorer. Den övervägda driftprincipen kallas pulsbreddsmodulering inom elektronik. Dussintals och till och med tusentals operationer kan ske per sekund. Effektiviteten för ett sådant system når 95%. Förenklat schema för impulsstabilisering:

Elektronisk, dimbar och kondensatorbaserad

Omfattningen av dess tillämpning och prestandaegenskaper beror på principen för drivenheten. Typer av drivrutiner efter enhetsprincip:

• Elektronisk. Deras kretsar använder nödvändigtvis en transistor. En kondensator är installerad vid utgången, vilket eliminerar eller åtminstone jämnar ut strömrippel. Elektroniska omvandlare kan stabilisera strömmar upp till 750 mA. Förare av elektronisk typ kämpar inte bara med krusningar utan också med högfrekvent elektromagnetisk störning som induceras av elektriska apparater (radio, TV, router, etc.). Minimera störningar tillåter närvaron av en speciell keramisk kondensator. Minuset med den elektroniska drivrutinen är den höga kostnaden, plus effektiviteten är nära 95%. De används i kraftfulla led-lampor: bilstrålkastare, strålkastare, gatlyktor.
• Dimbar. En funktion hos dimbara drivrutiner är möjligheten att styra ljusstyrkan på lampan. Justeringen baseras på en förändring av utströmmen, som bestämmer ljusstyrkan på ljusflödet. Drivrutinen kan inkluderas i kretsen på två sätt: mellan lampan och stabilisatorn, eller mellan strömkällan och omvandlaren.
• Kondensatorbaserad. Dessa är billiga modeller som används för billiga LED-armaturer. Om tillverkaren inte tillhandahöll en utjämningskondensator i kretsen, observeras en rippel vid utgången. En annan nackdel är bristen på säkerhet. Fördelen med sådana modeller är hög effektivitet, tenderar till 100% och enkelheten i kretsen. Sådana drivrutiner är lätta att montera med dina egna händer.

Kondensatordrivrutiner kan orsaka flimmer och rekommenderas därför inte för användning med inomhusapparater. Flimmer påverkar synen negativt och irriterar nervsystemet.

Med och utan kropp

Föraren kan placeras i ett skyddsfodral eller inte. Elektroniska kretsar är sårbara för många externa faktorer, så att placera föraren i ett fall anses vara ett mer tillförlitligt alternativ. Huset skyddar den elektroniska omvandlaren från fukt, damm, direkt solljus etc. Oförpackade modeller är billigare, men de har kortare livslängd och sämre driftsstabilitet. De är mer lämpade för infälld montering.

Bäst före datum

Föraren är klassad för cirka 30 000 timmar. Detta är något mindre än den beräknade livslängden för många LED-armaturer. En sådan minskning är förknippad med ogynnsamma faktorer där den nuvarande stabilisatorn måste fungera. Vad som påverkar förarens funktion negativt:

• strömstörningar;
• temperatur- och/eller fuktighetsförändringar.

Om en 200 W apparat laddas med 100 W, återförs 50 % av det nominella värdet till nätverket. Detta kan orsaka överbelastning och strömavbrott.

Förarens livslängd begränsas av utjämningskondensatorns livslängd. Med tiden avdunstar elektrolyten i den, och enheten misslyckas.

För att förlänga driften av föraren måste den användas i rum med normal (inte hög) luftfuktighet och anslutas till ett nätverk med högkvalitativ spänning utan överspänningar.

Hur väljer man en drivrutin för en LED-lampa?

När de är anslutna till en strömstabilisator får halvledare den effekt de behöver och når sina nominella egenskaper. Livslängden på dioderna beror på hur korrekt drivrutinen är vald. Vilka parametrar att vara uppmärksam på:

• Kraft. Den bestämmer den maximalt tillåtna belastningen som enheten är konstruerad för. Till exempel betyder märkning (20×26)x1W att från 20 till 26 lysdioder kan anslutas till föraren samtidigt, var och en med en effekt på 1 W.
• Ström och spänning (nominella värden). Tillverkare anger denna parameter på varje lysdiod, det är för den som en drivrutin väljs. Om den maximala märkströmmen är 350mA måste en 300-330mA strömförsörjning anslutas. Ett sådant utbud av driftsströmmar gör att du kan säkerställa lampans hållbarhet, tillhandahållen av tillverkaren.
• Skyddsklass. Det beror på denna indikator var exakt lamporna kan användas – utomhus eller inomhus. Klassen för fuktbeständighet och täthet anges med bokstäverna IP och uttrycks i två siffror. Den första siffran används för att bedöma skyddet mot fasta fraktioner (damm, smuts, sand, is), den andra – från flytande media. Skyddsklassen anger inte vid vilken temperatur armaturen kan användas.
• Ram. Föraren kan ha en öppen perforerad metalllåda eller en stängd. I det andra fallet placeras enheten i en metalllåda. För hemmabruk är ett oförseglat plastfodral lämpligt.
• Funktionsprincip. Begränsningsmotståndet eliminerar inte strömspänningar och skyddar inte mot impulsbrus. Den minsta spänningsförändringen leder till plötsliga strömhöjningar. Linjära regulatorer anses vara opålitliga och lågeffektiva drivrutiner, omkopplingskretsar är att föredra.

Hur kollar man om det fungerar?

För att testa drivrutinen utan belastning räcker det att applicera 220 V till blockets ingång. Om enheten fungerar kommer en konstant spänning att visas vid utgången. Dess värde kommer att vara något större än den övre gränsen som anges på föraretiketten. Om till exempel stabilisatorn har en räckvidd på 27-37 V, så bör uteffekten vara ca 40 V. För att hålla strömmen i ett givet område, när belastningsmotståndet ökar (den tenderar till oändligt utan belastning), spänningen växer också till en viss gräns. Denna verifieringsmetod är enkel och tillgänglig, men tillåter oss inte att dra entydiga slutsatser om enhetens 100% användbarhet. Det finns förare som efter att ha varit påslagen utan belastning inte startar eller beter sig på ett obegripligt sätt. Andra kryssalternativet:

1. Anslut ett motstånd till förarens utgång, välj dess motstånd baserat på Ohms lag. Till exempel är drivkraften 20 W, utströmmen är 600 mA, spänningen är 25-35 V. Det önskade motståndet kommer att vara 38-58 ohm.
2. Välj ett motstånd från det specificerade området och med lämplig effekt. Även om det är litet, så räcker detta för verifiering.
3. Anslut ett motstånd och mät utspänningen med en testare. Om det är inom de angivna gränserna, fungerar föraren definitivt.

När man letar efter haverier är det nödvändigt att ta hänsyn till principen för kretsdesignen. I linjär- och pulskretsar kan haverier vara förknippade med vissa problem. Möjliga felfunktioner:

• I linjära stabilisatorer används ett par motstånd med en resistans på 5 till 100 ohm för att skydda mot spänningsfall. En är vid ingången till diodbryggan, den andra är vid utgången. För att minska flimmer kopplas en kondensator-elektrolyt med maximal kapacitet på parallellt med belastningen. Linjära drivrutinsfel kan associeras med utbrändhet av ett eller två skyddsmotstånd samtidigt.
• I pulsströmomvandlare är mikrokretsar skyddade från överbelastning, överhettning och överspänning och kan i teorin inte gå sönder. Faktum är att alla mikrokretsar, särskilt i kinesisktillverkade drivrutiner, kan bli oanvändbara. Problemet förvärras av det faktum att många kinesiska marker är svåra att hitta ersättare. Vissa av dem kan inte hittas ens på Internet.

Förbindelse

Att ansluta föraren till lysdioderna orsakar inga svårigheter för användarna, eftersom det finns den nödvändiga märkningen på kroppen. Så här ansluter du drivrutinen:

1. Applicera inspänning på ingångsledningarna (INPUT).
2. Anslut lysdioderna till utgångsledningarna (OUTPUT).

Vid anslutning, observera polariteten:

• Polär ingång (INPUT). Om föraren drivs av konstant spänning, anslut sedan “+”-utgången till samma pol på strömkällan. Om spänningen är AC, var uppmärksam på markeringarna på ingångsledningarna. Det finns två alternativ:
  • “L” och “N”. Applicera fasen på utgången “L” (hitta den med en indikatorskruvmejsel), till “N” – noll.
  • “~”, “AC” eller ingen markering – du kan inte observera polariteten.
• Polär utgång (OUTPUT). Observera polariteten hela tiden. Anslut “+”-ledningen till anoden på den första lysdioden, “-” till katoden på den sista. Alla halvledare är anslutna i serie – anoden på nästa är fäst vid katoden på den föregående.

Det finns ett andra alternativ för att ansluta lysdioder – flera kedjor som innehåller lika många dioder är parallellkopplade. Vid seriekopplade lyser alla element lika, med en parallell version kan linjerna ha olika ljusstyrka.

Hur man gör en drivrutin för en LED-lampa med egna händer?

Drivrutinen kan göras från en gammal telefonladdare. Det är bara nödvändigt att göra små ändringar på chipet. En sådan hemmagjord produkt räcker för att driva 3 lysdioder med en effekt på 1 W vardera. Överväg steg för steg monteringen av föraren från telefonladdaren:

1. Ta bort fodralet från laddaren.
2. Använd en lödkolv, ta bort motståndet som begränsar spänningen till telefonen.
3. I stället för det lödda motståndet, sätt ett avstämningsmotstånd. Ställ in den på 5 000 ohm.
4. Löd lysdioderna i serie till utgångskanalen.
5. Löda loss ingångskanalerna och löd istället en 220V nätsladd.
6. Kontrollera kretsens funktion genom att ställa in spänningen över motståndet med regulatorn så att dioderna brinner starkt, men inte ändrar färg.

När du utför arbete med att skapa en dykare från en laddare måste du följa säkerhetsföreskrifterna. Om du rör de bara delarna kan du få en kraftig elektrisk stöt.

Föraren kan också byggas från grunden. För att göra detta behöver du en lödkolv, en testare, ledningar och en integrerad stabilisator KR142EN12A (eller en utländsk analog – LM317), som kan köpas i vilken specialiserad butik som helst för 20 rubel. Parametrarna för den köpta mikrokretsen är 40 V och 1,5 A ström. Den har inbyggt skydd mot överbelastning, överhettning och kortslutning. Mikrokretsen stabiliserar spänningen och föraren utjämnar strömmen, så du måste göra ändringar i standardkretsen för att ansluta mikrokretsen. Drivrutin på en inbyggd stabilisator:
I det här fallet är mikrokretsens uppgift att reglera, på grund av vilken strömmen kommer att bibehållas på önskad nivå. Strömvärdet bestäms av resistansen hos motståndet R1. Dess nominella värde beräknas med formeln: R = 1,2 / I, där:

• R – motstånd, Ohm;
• Jag – aktuell, A.

Byggorder för drivrutiner:

1. Montera en 9,9 V strömregulator med en ström på 300 mA. Sedan R1 \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 ohm. Motståndseffekt – från 4 watt. Du kan ta motstånden som används i TV-apparater. De kan också köpas i butik. Effekten av dessa element är 2 W, motståndet är 1-2 ohm.
2. Anslut motstånd i serie. Deras motstånd kommer att läggas ihop och kommer att vara lika med 2-4 ohm.
3. Fäst chipet till kylflänsen och anslut en krets av seriekopplade dioder till drivrutinens utgång. Observera polariteten vid anslutning av lysdioder.
4. Applicera en konstant spänning på 12-40 V till ingången (enheten är designad för 9,9 V, så vi tar det med en marginal). Det är inte värt att överskrida gränsvärdet – mikrokretsen kan brinna ut. Den tillförda spänningen kanske inte stabiliseras. Du kan använda ett bilbatteri, en strömförsörjning för bärbar dator eller en nedtrappningstransformator med en diodbrygga. Anslut föraren, observera polariteten – jobbet är klart.

Tack vare drivrutinerna är det möjligt att inte bara förbättra prestanda hos LED-lampor, utan också att säkerställa deras långa, oavbrutna drift. Med tanke på kostnaden för LED-armaturer blir användningen av drivrutiner en kostnadseffektiv lösning.