Різновиди схем драйвера та його підключення

Щоб вибрати драйвер для світлодіодної лампи і надалі коректно встановити його, потрібно ознайомитися з необхідними схемами та параметрами. Правильно підібраний пристрій не лише продовжить термін служби виробу, але й заощадить ваші кошти.

Влаштування світлодіодної лампи

Моделі діодної лампи почали замінювати на стандартні. Коштують вони недешево, але їх технічні характеристики значно перевершують застарілі моделі. Для розуміння, як вони працюють, потрібно знати пристрій світлодіодної лампи.
Воно складається з 5 елементів, які з’єднані в одному корпусі:

• Цоколь –  елемент, що вкручується в патрон люстри або іншого світильника. Випускають для:
  • побутового застосування гвинтової типу Е27 та Е14, виготовлений з латуні з нікелевим антикорозійним покриттям;
  • інших потреб випускаються джерела світла зі штирьковим цоколем.
• Драйвер  – елемент, який стабілізує напругу, що надходить, і змінює змінний струм у постійний. Також він забезпечує живлення світлодіода. Складається з 3 частин:
  • мікросхем;
  • імпульсного трансформатора;
  • конденсаторів.

• Радіатор – елемент, який відводить тепло та забезпечує для світлодіодів оптимальний температурний режим для роботи. Зазвичай він становить видиму частину корпусу.
• Розсіювач –  прозорий “ковпак”, який допомагає розподіляти світло у просторі. Виготовляється у вигляді напівсфери для розсіювання пучків світла під широким кутом. Як матеріал застосовують полікарбонат або пластик. Запобігає потраплянню всередину корпусу пилу та вологи. Для пом’якшення різкості світла та зменшення подразнювального впливу на очі цей елемент зсередини покривають люмінофором. При цьому досягається колірна температура, аналогічна до природного освітлення.
• Світлодіоди – головний робочий елемент лампи, за рахунок нього з’являється світло. Існує 4 основні технології складання чіпа:
  • SMD-технологія – найпоширеніша у побуті. Кристал розміщується на поверхні світлового приладу;
  • DIP – світловий елемент складається з 1 потужного кристала, зверху який прикріплена лінза;
  • Піранья – улюбленці автомобільної промисловості, присутні 4 контакти;
  • COB-технологія – просунута схема підключення світлодіодних кристалів, найзахищеніший від перегріву та окислення варіант.

У недорогих виробах драйвера може бути, замість нього встановлюють блок живлення, які забезпечує ні стабілізації струму, ні напруги.

Різновиди схем драйвера та їх особливості

Виробники переважно випускають драйвера на інтегральних мікросхемах (ІМС), які дозволяють запитуватися від зниженої напруги. Всі перетворювачі для LED-освітлення, що існують на даний момент, поділяються на:

• створені на основі 1÷3 транзисторів – прості;
• з мікросхемами з ШІМ – складні.

Стандартна схема підключення LED-драйвера:
З’єднання до джерела живлення та кількість світлодіодів у ньому впливає на напругу при виході. Величина струму, який має видавати драйвер, залежить від загальної потужності і яскравості їх випромінювання. Потужність можна розраховувати за формулою: P = P(led) × n, де:

• P(led) – потенціал одного елемента;
• n – кількість LED-елементів.

Важливі моменти:

• Прямий номінальний струм головний параметр будь-якого світлодіода. Занижуючи його, ми втрачаємо яскравість, а завищуючи – різко скорочуємо термін служби.
• Напруга , наведена в данихдодатках до світлодіода, не є визначальною і лише вказує на те, скільки вольт впаде на pn-переході при протіканні номінального струму. Його значення потрібно знати.
• Для підключення потужних світлодіодів важливою є якісна система охолодження. При встановленні на радіатор світлодіодів з потужністю споживання більше 0,5 Вт триватиме стабільна тривала діяльність.

Підключення світлодіодів до драйвера:

Обов’язково врахуйте колірний чинник споживача під час розрахунку, оскільки він впливає падіння напруги.

За якістю драйвера поділяють на 3 типи:

• низької якості; робота до 20 тис. годин;
• із усередненими параметрами – до 50 тис. годин;
• перетворювач, що складається з комплектуючих відомих брендів – 70 тис. годин і більше.

З конденсаторами для зниження напруги

Конденсатор C1 захищає від завад електромережі, а C4 згладжує пульсації. У момент подачі струму 2 резистора – R2 і R3 – обмежують його і одночасно оберігають від короткого замикання, а елемент VD1 перетворює змінну напругу. Коли припиняється подача струму, розряджається конденсатор за допомогою резистора R4. R2, R3 та R4 використовуються не всіма виробниками.
Мінуси:

1. Перегорання діодів , оскільки стабільності подачі струму немає. Напруга на навантаженні повністю залежить від напруги живлення.
2. Немає гальванічної розв’язки , існує ризик удару струмом. Не рекомендується під час розбирання ламп торкатися струмопровідних елементів, оскільки вони знаходяться під фазою.
3. Практично неможливо досягти високих струмів світіння , тому що для цього потрібно збільшення ємностей конденсаторів.

З імпульсним драйвером

Захищає від перепадів напруги та перешкод у мережі. Прикладом є модель CPC9909. Ефективність досягає 98% — показника, за якого справді можна говорити про енергозбереження та економію.
Живлення пристрою може відбуватися безпосередньо від високої напруги – до 550 В, так як драйвер оснащений вбудованим стабілізатором. Схема стала простішою, а вартість – нижчою.

Мікросхему успішно використовують для розробки електромереж аварійного та резервного освітлення, так як вона підходить для схем перетворювачів, що підвищують.

У домашніх умовах на базі CPC9909 найчастіше збирають світильники з живленням від батарей або драйвери з потужністю не більше 25 В. Імпульсні драйвери мають широкі діапазони вхідних напруг. Наприклад, у мікросхеми MAX16833 вхідний діапазон напруги від 5 до 65 В, у MAX16822 — від 6,5 до 65 В. Деякі мікросхеми дозволяють задавати частоту перетворення від 20 кГц до 2 МГц. Контролери світлодіодних драйверів MAX16801 та MAX16802 дозволяють розробити DC/DC-перетворювач з вихідним стабілізованим струмом до 10 А. Драйвери MAX16807, MAX16809, MAX16838 та MAX16814 дозволяють отримати діапазон регулювання вихідного струму: Більшість імпульсних світлодіодних драйверів дають змогу вибрати найбільш оптимальну топологію схеми для досягнення максимальної ефективності роботи.

З димованим драйвером

Дімер використовується для плавної зміни люті свічення лампи. Одним із основних параметрів є потужність. Від потужності залежить максимальна кількість світильників, що підключаються до нього. Регулювання яскравості свічення освітлювальних приладів дозволяє встановити в приміщенні необхідний рівень освітлення. Це зручно:

• під час створення окремих зон;
• зниження яскравості світла в денний час;
• для підкреслення предметів інтер’єру.

Поділяються на групи за видом управління:

• механічні;
• кнопкові;
• дистанційні.

За допомогою димера використання електроенергії стає раціональнішим, а ресурс служби електроприладу збільшується.

Існує 2 види:

• З ШИМ-управлінням. Їх встановлюють між лампою та блоком живлення. Енергія подається як імпульсів різної тривалості.
• Другий вигляд. Застосовуються для пристроїв зі стабілізованим струмом і впливають на джерело живлення.

Димована світлодіодна лампа е14 добре підходить для комплектації автоматизованих систем. Справляється із виконанням джерела світла. Вони дуже затребуваними у споживачів. 14 – це діаметр цоколя лампи, виражений у міліметрах. Сьогодні ці лампочки випускаються у різних формах:

• куля;
• крапля;
• свічка;
• гриб.

Схема підключення драйвера до світлодіодів

Існує 3 види підключення, розглянемо з прикладу з 6 споживачами. Втрати напруги у них становлять 3 В, споживаний струм 300 мА:

• послідовний;
• паралельний;
• послідовний 2.

Основні види схем:

• На основі мікросхеми. PT4115 має окремий висновок для керування включенням та вимкненням світлодіодів. Використовуючи цей висновок, можна легко отримати димований драйвер для світлодіодного світильника. Димований драйвер виходить за допомогою зміни рівня потенціалу на виведенні DIM (безперервний режим роботи драйвера), або подаючи на нього імпульсний сигнал потрібної шпаруватості (імпульсний режим зі стробоскопічним ефектом). В останньому випадку максимальна частота проходження імпульсів – 50 кГц.
• Плавне увімкнення світлодіодів, якщо між виводом DIM та “землею” увімкнути конденсатор. Час виходу на максимальну яскравість залежатиме від ємності конденсатора, чим вона більша, тим відповідно довше розгорятиметься світильник.
• З регулятором яскравості постійною напругою. Працює завдяки тому, що всередині мікросхеми висновок DIM “підтягнутий” до шини 5 через резистор опором 200 кОм. Коли повзунок потенціометра знаходиться у крайньому верхньому положенні, утворюється дільник напруги 200 + 200 кОм і на виводі DIM формується потенціал 5/2 = 2.5, що відповідає 100 % яскравості.
• Без гальванічної розв’язки . Проста та надійна. Дільник заснований на ємнісному опорі. Електролітичний конденсатор згладжує пульсацію після випрямлення. L7812 – сам стабілізатор.

Драйвери призначені для згладжування стрибків струму в електросистемі. До їх вибору або самостійного збирання потрібно підходити відповідально і тільки після прорахунку всіх необхідних параметрів. Схеми драйверів допоможуть вибрати потрібний прилад і правильно встановити.