Trình điều khiển cho đèn led là gì, làm thế nào để chọn và kiểm tra thiết bị này?

Các mạch điện tử đặc biệt – trình điều khiển – cho phép bạn kéo dài tuổi thọ của đèn LED, làm cho ánh sáng của chúng đồng nhất và có chất lượng cao. Chúng ta sẽ tìm hiểu cách thức hoạt động của thiết bị này, cách chọn và cài đặt nó một cách chính xác cũng như cách tự chế tạo nó.

Trình điều khiển là gì và tại sao nó cần thiết?

Đèn LED rất nhạy cảm với những thay đổi trong các thông số của nguồn điện lưới, vì vậy chúng được kết nối với mạng thông qua trình điều khiển – một thiết bị điện tử điều khiển dòng điện và điện áp. Thông thường, trình điều khiển cho đèn led được chọn với biên độ công suất và có tính đến phạm vi điện áp đầu ra và dòng điện. Nếu các thông số của nó không phù hợp với thiết bị LED, nó sẽ không sử dụng được nữa, nó sẽ phải được thải bỏ.

Nguyên lý hoạt động, mạch cổ điển và sự khác biệt so với bộ nguồn

Mặc dù một trình điều khiển thường được coi là một nguồn cung cấp năng lượng, nhưng vẫn có sự khác biệt giữa hai loại này. Trình điều khiển là một nguồn dòng điện duy trì giá trị không đổi để đi qua đèn LED và nguồn điện duy trì điện áp ổn định. Hãy xem xét cách hoạt động của nguồn điện trên một ví dụ cụ thể:

• Kết nối điện trở (R) 40 ôm với nguồn 12 V.
• Cho dòng điện (I) có cường độ 300 mA chạy qua điện trở. Với hai điện trở được lắp đặt, dòng điện sẽ tăng gấp đôi lên 600 mA. Trong trường hợp này, điện áp sẽ không thay đổi, vì nó có mối quan hệ tỷ lệ thuận với dòng điện và điện trở (định luật Ohm I \ u003d U / R).

Bây giờ chúng ta hãy xem trình điều khiển hoạt động như thế nào:

• Cho một điện trở 30 Ω (R) mắc vào mạch với một bộ điều khiển 225 mA.
• Nếu ở hiệu điện thế (U) 12 V, hai điện trở 30 Ohm được nối song song với nhau thì cường độ dòng điện vẫn giữ nguyên – 225 mA và hiệu điện thế sẽ giảm đi một nửa – 6 V.

Trình điều khiển cuối cùng cung cấp cho tải với một dòng điện đầu ra nhất định, bất kể mức tăng điện. Do đó, các đèn LED, sẽ được cung cấp điện áp 6 V, sẽ sáng rực rỡ như với nguồn 10 V, nếu đặt một mức dòng điện nhất định vào nó. Mạch điều khiển LED
: Mạch điều khiển bao gồm ba nút được kết nối với nhau:

• điện dung để tách điện áp;
• mô-đun chỉnh lưu;
• chất ổn định.

Cách hoạt động của mạch:

1. Khi có dòng điện chạy qua thì tụ điện C được tích điện cho đến khi tích điện đầy. Dung lượng của nó càng nhỏ thì sạc càng nhanh.
2. Dòng điện xoay chiều được biến đổi thành dao động. Phần thứ nhất của sóng được làm mịn khi nó đi qua tụ điện C.
3. Tụ điện hoàn thành mạch đóng vai trò như một bộ ổn định bộ lọc làm mịn.

Thông số kỹ thuật

Khi mua đèn LED, có thể phải mua bộ điều khiển nếu thiết bị chiếu sáng không có bộ chuyển đổi dòng điện. Các đặc điểm chính:

• sản lượng hiện tại, A;
• công suất hoạt động, W;
• điện áp đầu ra, V.

Điện áp đầu ra có thể khác nhau. Nó phụ thuộc vào sơ đồ kết nối nguồn và số lượng đèn LED. Mức độ sáng và công suất phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện. Để các điốt sáng và không bị mờ, dòng điện ở đầu ra của trình điều khiển được duy trì ở một mức nhất định. Công suất của bộ chuyển đổi nên cao hơn một chút so với tổng số watt của tất cả các điốt. Để tính toán công suất của trình điều khiển, công thức được sử dụng: P \ u003d P (led) × X trong đó:

• P (led) là công suất của một đèn LED;
• X là số điốt.

Nếu công suất tính toán là 10 W, trình điều khiển phải được thực hiện với biên độ 20-30%.

Các loại trình điều khiển

Tất cả các trình điều khiển được phân biệt theo ba tiêu chí – theo phương pháp ổn định, tính năng thiết kế và sự hiện diện / không có bảo vệ. Hãy xem xét tất cả các tùy chọn chi tiết hơn.

Tuyến tính và xung lực

Tùy thuộc vào mạch ổn định hiện tại, trình điều khiển được chia thành hai loại – tuyến tính và xung. Chúng khác nhau về nguyên tắc hoạt động và hiệu quả. Trước khi có mạch điện tử của trình điều khiển, nhiệm vụ được đặt ra – đảm bảo các giá trị ổn định của dòng điện và điện áp được cung cấp cho tinh thể (LED). Tùy chọn đơn giản và rẻ nhất là bao gồm một điện trở giới hạn trong mạch. Sơ đồ điện tuyến tính:
Mạch sơ cấp này không có khả năng cung cấp khả năng duy trì dòng điện tự động. Với sự gia tăng điện áp, nó phát triển theo tỷ lệ và khi vượt quá giá trị cho phép, tinh thể sẽ sụp đổ vì quá nóng. Điều khiển phức tạp hơn được thực hiện bằng cách bao gồm một bóng bán dẫn trong mạch. Nhược điểm của mạch tuyến tính là giảm công suất khi tăng điện áp. Tùy chọn này hợp lệ khi sử dụng các nguồn dẫn công suất thấp, nhưng khi sử dụng các đèn LED công suất cao, các mạch như vậy không được sử dụng. Ưu điểm của lược đồ tuyến tính:

• sự đơn giản;
• sự rẻ tiền;
• độ tin cậy tương đối.

Cùng với mạch tuyến tính, dòng điện và điện áp có thể được ổn định bằng cách ổn định xung:

• sau khi nhấn nút, tụ điện được sạc;
• sau khi giải phóng, tụ điện phóng điện, cung cấp năng lượng dự trữ cho phần tử bán dẫn (LED), phần tử này bắt đầu phát ra ánh sáng;
• nếu điện áp tăng thì thời gian nạp của tụ giảm, nếu giảm thì thời gian sạc của tụ tăng lên.

Người dùng không phải nhấn nút – thiết bị điện tử làm mọi thứ cho anh ta. Vai trò của cơ chế nút trong bộ nguồn hiện đại được thực hiện bởi chất bán dẫn – thyristor hoặc bóng bán dẫn. Nguyên tắc hoạt động được coi là điều chế độ rộng xung trong điện tử. Hàng chục và thậm chí hàng nghìn thao tác có thể xảy ra mỗi giây. Hiệu quả của một chương trình như vậy đạt tới 95%. Sơ đồ đơn giản về ổn định xung:

Điện tử, có thể điều chỉnh độ sáng và dựa trên tụ điện

Phạm vi ứng dụng và đặc điểm hoạt động của nó phụ thuộc vào nguyên tắc của thiết bị trình điều khiển. Các loại trình điều khiển theo nguyên tắc thiết bị:

• Điện tử. Các mạch của họ nhất thiết phải sử dụng một bóng bán dẫn. Một tụ điện được lắp đặt ở đầu ra, loại bỏ hoặc ít nhất là làm phẳng các gợn sóng hiện tại. Bộ chuyển đổi điện tử có khả năng ổn định dòng điện lên đến 750 mA. Trình điều khiển loại điện tử không chỉ vật lộn với các gợn sóng mà còn với nhiễu điện từ tần số cao gây ra bởi các thiết bị điện (radio, TV, bộ định tuyến, v.v.). Giảm thiểu nhiễu cho phép sự hiện diện của một tụ điện gốm đặc biệt. Điểm trừ của trình điều khiển điện tử là giá thành cao, cộng với hiệu suất đạt gần 95%. Chúng được sử dụng trong các loại đèn led mạnh: đèn pha ô tô, đèn sân khấu, đèn đường.
• Có thể điều chỉnh độ sáng. Một tính năng của trình điều khiển điều chỉnh độ sáng là khả năng kiểm soát độ sáng của đèn. Việc điều chỉnh dựa trên sự thay đổi của dòng điện đầu ra, xác định độ sáng của thông lượng ánh sáng. Trình điều khiển có thể được đưa vào mạch theo hai cách: giữa đèn và bộ ổn định, hoặc giữa nguồn điện và bộ chuyển đổi.
• Tụ điện dựa trên. Đây là những mô hình rẻ tiền được sử dụng cho các thiết bị đèn LED chi phí thấp. Nếu nhà sản xuất không cung cấp một tụ điện làm mịn trong mạch, thì sẽ có một gợn sóng ở đầu ra. Một bất lợi khác là thiếu bảo mật. Ưu điểm của các mô hình như vậy là hiệu suất cao, có xu hướng đến 100% và mạch đơn giản. Trình điều khiển như vậy rất dễ dàng để lắp ráp bằng tay của riêng bạn.

Trình điều khiển tụ điện có thể gây ra hiện tượng nhấp nháy và do đó không được khuyến khích sử dụng cho các thiết bị trong nhà. Hiện tượng nhấp nháy ảnh hưởng xấu đến thị lực và gây kích thích hệ thần kinh.

Có và không có cơ thể

Trình điều khiển có thể được đặt bên trong hộp bảo vệ hoặc không. Các mạch điện tử dễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bên ngoài, vì vậy việc đặt trình điều khiển trong một trường hợp được coi là một lựa chọn đáng tin cậy hơn. Vỏ bảo vệ bộ chuyển đổi điện tử khỏi độ ẩm, bụi, ánh nắng trực tiếp, v.v. Các mẫu không đóng gói rẻ hơn, nhưng chúng có tuổi thọ ngắn hơn và độ ổn định hoạt động kém hơn. Chúng thích hợp hơn cho việc lắp phẳng.

Tốt nhất trước ngày

Người lái xe được đánh giá cho khoảng 30.000 giờ. Con số này thấp hơn một chút so với tuổi thọ ước tính của nhiều thiết bị đèn LED. Sự sụt giảm như vậy có liên quan đến các yếu tố bất lợi trong đó bộ ổn định hiện tại phải hoạt động. Điều gì ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của trình điều khiển:

• dòng năng lượng;
• nhiệt độ và / hoặc độ ẩm thay đổi.

Nếu thiết bị 200 W được tải với 100 W, thì 50% giá trị danh nghĩa được trả về mạng. Điều này có thể gây ra quá tải và mất điện.

Tuổi thọ của trình điều khiển bị giới hạn bởi tuổi thọ của tụ điện làm mịn. Theo thời gian, chất điện phân bốc hơi trong đó và thiết bị bị hỏng.

Để kéo dài thời gian hoạt động của trình điều khiển, thiết bị phải được vận hành trong phòng có độ ẩm bình thường (không cao) và được kết nối với mạng có điện áp chất lượng cao mà không bị tăng áp.

Làm thế nào để chọn một trình điều khiển cho một đèn LED?

Khi được kết nối với bộ ổn định dòng điện, chất bán dẫn nhận được nguồn điện cần thiết và đạt đến đặc tính danh định của chúng. Tuổi thọ sử dụng của điốt phụ thuộc vào cách chọn đúng trình điều khiển. Những thông số cần chú ý:

• Quyền lực. Nó xác định tải trọng tối đa cho phép mà thiết bị được thiết kế. Ví dụ: đánh dấu (20×26) x1W có nghĩa là có thể kết nối đồng thời từ 20 đến 26 đèn LED với trình điều khiển, mỗi đèn có công suất 1 W.
• Dòng điện và điện áp (giá trị danh định). Các nhà sản xuất chỉ ra thông số này trên mỗi đèn LED, tức là trình điều khiển được chọn. Nếu dòng điện định mức tối đa là 350mA, phải kết nối nguồn điện 300-330mA. Một loạt các dòng hoạt động như vậy cho phép bạn đảm bảo thời hạn sử dụng của đèn, do nhà sản xuất cung cấp.
• Lớp bảo vệ. Nó phụ thuộc vào chỉ số này mà đèn có thể được sử dụng chính xác ở đâu – ngoài trời hay trong nhà. Cấp độ chống ẩm và độ kín được biểu thị bằng các chữ cái IP và được thể hiện bằng hai số. Chữ số đầu tiên được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ chống lại các phân đoạn rắn (bụi, bẩn, cát, đá), chữ số thứ hai – từ môi trường lỏng. Cấp bảo vệ không chỉ ra nhiệt độ mà đèn điện có thể được sử dụng.
• Khung. Trình điều khiển có thể có một hộp kim loại đục lỗ mở hoặc một hộp kín. Trong trường hợp thứ hai, thiết bị được đặt trong một hộp kim loại. Để sử dụng trong gia đình, một hộp nhựa không đậy nắp là phù hợp.
• Nguyên lý hoạt động. Điện trở giới hạn không loại bỏ xung điện và không bảo vệ chống nhiễu xung. Sự thay đổi nhỏ nhất của điện áp dẫn đến dòng điện tăng đột ngột. Bộ điều chỉnh tuyến tính được coi là trình điều khiển không đáng tin cậy và hiệu quả thấp, các mạch chuyển mạch được ưu tiên.

Làm thế nào để kiểm tra nếu nó hoạt động?

Để kiểm tra trình điều khiển không tải, nó là đủ để áp dụng 220 V vào đầu vào của khối, nếu thiết bị đang hoạt động, một điện áp không đổi sẽ xuất hiện ở đầu ra. Giá trị của nó sẽ lớn hơn một chút so với giới hạn trên được ghi trên nhãn trình điều khiển. Ví dụ, nếu bộ ổn định có phạm vi 27-37 V, thì đầu ra phải là khoảng 40 V. Để duy trì dòng điện trong một phạm vi nhất định, khi điện trở tải tăng lên (nó có xu hướng đến vô cùng khi không có tải), điện áp cũng phát triển đến một giới hạn nhất định. Phương pháp xác minh này rất đơn giản và dễ tiếp cận, nhưng không cho phép chúng tôi đưa ra kết luận rõ ràng về khả năng sử dụng 100% của thiết bị. Có những trình điều khiển sau khi bật không tải thì không khởi động được hoặc hoạt động một cách khó hiểu. Tùy chọn kiểm tra thứ hai:

1. Kết nối một điện trở với đầu ra của trình điều khiển, chọn điện trở của nó dựa trên định luật Ohm. Ví dụ, công suất trình điều khiển là 20 W, dòng điện đầu ra là 600 mA, điện áp là 25-35 V. Điện trở mong muốn sẽ là 38-58 ohms.
2. Chọn một điện trở từ phạm vi xác định và với công suất thích hợp. Ngay cả khi nó là nhỏ, thì điều này là khá đủ để xác minh.
3. Kết nối điện trở và đo điện áp đầu ra bằng máy thử. Nếu nó nằm trong giới hạn quy định, thì chắc chắn trình điều khiển đang hoạt động.

Khi tìm kiếm sự cố, cần phải tính đến nguyên tắc của thiết kế mạch. Trong mạch tuyến tính và mạch xung, sự cố có thể liên quan đến một số vấn đề nhất định. Các sự cố có thể xảy ra:

• Trong bộ ổn định tuyến tính , một cặp điện trở có điện trở từ 5 đến 100 ôm được sử dụng để bảo vệ chống sụt áp. Một là ở đầu vào của cầu diode, thứ hai là ở đầu ra. Để giảm nhấp nháy, một tụ điện có công suất tối đa được bật song song với tải. Lỗi trình điều khiển tuyến tính có thể liên quan đến sự cố cháy của một hoặc hai điện trở bảo vệ cùng một lúc.
• Trong bộ chuyển đổi dòng xung, vi mạch được bảo vệ khỏi quá tải, quá nhiệt và quá áp và về lý thuyết, không thể bị đứt. Trên thực tế, bất kỳ vi mạch nào, đặc biệt là trong các trình điều khiển do Trung Quốc sản xuất, đều có thể trở nên không sử dụng được. Vấn đề còn phức tạp bởi thực tế là rất nhiều chip Trung Quốc rất khó tìm được sản phẩm thay thế. Một số trong số chúng không thể được tìm thấy ngay cả trên Internet.

Sự liên quan

Kết nối trình điều khiển với đèn LED không gây khó khăn cho người sử dụng, vì có đánh dấu cần thiết trên thân của nó. Cách kết nối trình điều khiển:

1. Áp dụng điện áp đầu vào cho các dây đầu vào (INPUT).
2. Kết nối các đèn LED với dây đầu ra (OUTPUT).

Khi kết nối, hãy quan sát cực:

• Đầu vào cực (INPUT). Nếu trình điều khiển được cấp nguồn bằng điện áp không đổi, sau đó kết nối đầu ra “+” với cùng một cực của nguồn điện. Nếu điện áp là AC, hãy chú ý đến các dấu hiệu trên dây đầu vào. Có hai lựa chọn:
  • “L” và “N”. Áp dụng pha cho đầu ra “L” (tìm nó bằng tuốc nơ vít chỉ thị), thành “N” – không.
  • “~”, “AC” hoặc không có đánh dấu – bạn không thể quan sát cực.
• Đầu ra cực (OUTPUT). Quan sát cực mọi lúc. Nối dây “+” với cực dương của đèn LED thứ nhất, “-” với cực âm của đèn LED cuối cùng. Tất cả các chất bán dẫn được mắc nối tiếp – cực dương của cái tiếp theo được gắn vào cực âm của cái trước.

Có một tùy chọn thứ hai để kết nối các đèn LED – một số chuỗi có chứa số lượng điốt bằng nhau được kết nối song song. Khi mắc nối tiếp, tất cả các phần tử phát sáng như nhau, với một phiên bản song song, các đường có thể có độ sáng khác nhau.

Làm thế nào để tạo trình điều khiển cho đèn LED bằng tay của chính bạn?

Trình điều khiển có thể được làm từ một bộ sạc điện thoại cũ. Nó chỉ cần thiết để thực hiện các thay đổi nhỏ đối với chip. Một sản phẩm tự chế như vậy đủ để cung cấp năng lượng cho 3 đèn LED với công suất 1 W mỗi đèn. Xem xét từng bước việc lắp ráp trình điều khiển từ bộ sạc điện thoại:

1. Tháo vỏ khỏi bộ sạc.
2. Sử dụng mỏ hàn, loại bỏ điện trở giới hạn điện áp cung cấp cho điện thoại.
3. Ở vị trí của điện trở được hàn, đặt một điện trở điều chỉnh. Đặt nó thành 5.000 ohms.
4. Hàn các đèn LED nối tiếp vào kênh đầu ra.
5. Bỏ làm lạnh các kênh đầu vào và thay vào đó hàn dây nguồn 220V.
6. Kiểm tra hoạt động của mạch bằng cách đặt điện áp trên điện trở với bộ điều chỉnh để các điốt cháy sáng, nhưng không đổi màu.

Khi thực hiện công việc tạo thợ lặn từ bộ sạc, bạn phải tuân thủ các quy định về an toàn. Nếu bạn chạm vào các bộ phận trần, bạn có thể bị điện giật mạnh.

Trình điều khiển cũng có thể được xây dựng từ đầu. Để làm được điều này, bạn cần có mỏ hàn, máy thử, dây điện và bộ ổn định tích hợp KR142EN12A (hoặc thiết bị tương tự nước ngoài – LM317), có thể mua ở bất kỳ cửa hàng chuyên dụng nào với giá 20 rúp. Các thông số của vi mạch đã mua là 40 V và Dòng điện 1,5 A. Nó có tích hợp bảo vệ quá tải, quá nhiệt và ngắn mạch. Vi mạch ổn định điện áp và trình điều khiển cân bằng dòng điện, vì vậy bạn sẽ cần thực hiện các thay đổi đối với mạch tiêu chuẩn để kết nối vi mạch. Trình điều khiển trên bộ ổn định tích hợp:
Trong trường hợp này, nhiệm vụ của vi mạch là điều chỉnh, do đó dòng điện sẽ được duy trì ở mức cần thiết. Giá trị dòng điện được xác định bởi điện trở của biến trở R1. Giá trị danh nghĩa của nó được tính theo công thức: R = 1,2 / I, trong đó:

• R – điện trở, Ohm;
• I – hiện tại, A.

Trình tự xây dựng trình điều khiển:

1. Lắp ráp bộ điều chỉnh dòng điện 9,9 V với dòng điện 300 mA. Sau đó, R1 \ u003d 1,2 / 0,3 \ u003d 4 ohms. Công suất điện trở – từ 4 watt. Bạn có thể lấy các điện trở được sử dụng trong TV. Chúng cũng có thể được mua trong các cửa hàng. Công suất của các phần tử này là 2 W, điện trở là 1-2 ôm.
2. Nối các điện trở mắc nối tiếp. Điện trở của chúng sẽ cộng lại và sẽ bằng 2-4 ôm.
3. Gắn chip vào bộ tản nhiệt và kết nối mạch điốt nối tiếp với đầu ra của trình điều khiển. Quan sát cực tính khi kết nối đèn LED.
4. Đặt một điện áp không đổi 12-40 V vào đầu vào (thiết bị được thiết kế cho 9,9 V, vì vậy chúng tôi lấy nó với một biên độ). Nó không có giá trị vượt quá giá trị giới hạn – vi mạch có thể bị cháy. Điện áp được cung cấp có thể không được ổn định. Bạn có thể sử dụng pin ô tô, nguồn điện cho máy tính xách tay hoặc máy biến áp bước xuống có cầu diode. Kết nối trình điều khiển, quan sát các cực – công việc được thực hiện.

Nhờ có trình điều khiển, không chỉ có thể cải thiện hiệu suất của đèn LED mà còn đảm bảo hoạt động lâu dài, không bị gián đoạn của chúng. Xem xét chi phí của đèn LED, việc sử dụng trình điều khiển trở thành một giải pháp hiệu quả về chi phí.