LED-lambi draiveri valikureeglid: vaated, eesmärk + ühendus

LED-lambid on laialt levinud ja selle tulemusena on alanud sekundaarsete energiaallikate aktiivne tootmine. LED-lambi draiver suudab püsivalt säilitada seadistatud väljundväärtusi seadme väljundi juures, stabiliseerides dioodi ahelast läbiva pinge.

Me räägime kõike dioodlampide töötamiseks kasutatava voolu konverteerimisseadme tüübist ja tööpõhimõtetest. Meie poolt pakutud artikkel annab juhised juhi valimiseks ja annab kasulikke soovitusi. Sõltumatud kodumajapidamiste elektrikud leiame tõestatud praktikas juhtmestiku skeemid.

Eesmärk ja reguleerimisala

Dioodkristallid koosnevad kahest pooljuhtist - anoodist (pluss) ja katoodist (miinus), mis vastutavad elektriliste signaalide muundamise eest. Ühel alal on P-tüüpi juhtivus, teine ​​- N. Kui toiteallikas on ühendatud, voolab vool nende elementide kaudu.

Selle polaarsuse tõttu kiirustavad P-tüüpi tsooni elektronid N-tüüpi tsooni ja vastupidi, punktist N tulenevad tasud kiirustatakse R.-i suunas. Siiski on piirkonna igas osas oma piirid, mida nimetatakse P-N ristmikeks. Nendes piirkondades kokku puutuvad ja absorbeeruvad osakesed kokku või rekombineeruvad.

P-N ristmike ajal väheneb pinge teatud arvu voltidega, mis on alati iga lülituselemendi jaoks sama. Arvestades neid väärtusi, stabiliseerib juht sisendvoolu ja moodustab väljundis konstantse väärtuse.

Milline on nõutav võimsus ja millised väärtused P-N läbipääsu ajal on näidatud LED-seadme passi. Seega, millal Dioodlampi valimine Vaja on arvestada toiteallika parameetreid, mille ulatus peaks kaotatud energia kompenseerimiseks olema piisav.

Valgustusseadmete varustamiseks kasutatakse toiteallikaid pingega 10 kuni 36 V.

Tehnika võib olla erinevat tüüpi:

• autode, jalgrataste, mootorrataste jms esilaternad;
• väikesed kaasaskantavad või tänavavalgustid;
• LED-liinpaelad lambipirnid ja moodulid.

Kuid väikese võimsusega LEDidja ka konstantse pinge kasutamise korral ei tohi juhid kasutada. Nende asemel sisestatakse ahelasse takisti, mis on ka 220 V võimsusega.

Toiteallika tööpõhimõte

Vaatame, millised on erinevused pinge allika ja toiteallika vahel. Näiteks vaadake alltoodud skeemi.

Ühendades 12 V toiteallika, voolab selle kaudu läbi 40 oomi takisti (joonis A). Paralleelselt teise takisti vooluahelaga on voolu väärtus - 600 mA (B). Pinge jääb siiski muutumatuks.

Nüüd vaatame, kuidas väärtused muutuvad, kui takisti on vooluahelasse ühendatud. Samamoodi tutvustame 40 oomi takisti, mille draiver on 300 mA. Viimane loob sellele pingele 12 V (skeem B).

Kui vooluahel koosneb kahest takisti, siis voolu väärtus ei muutu ja pinge on 6 V (H).

Järelduste tegemisel võib öelda, et kvaliteetne muundur annab koormusele nimivoolu isegi siis, kui pinge langeb. Järelikult põleb dioodkristallid 2 V või 3 V ja vool 300 mA ühtlaselt vähendatud pingega.

Konverteri eristavad omadused

Üks tähtsamaid näitajaid on ülekantav võimsus koormuse all. Seadet ei saa üle koormata ja proovida saada maksimaalsed võimalikud tulemused.

Vale kasutamine aitab kaasa mitte ainult vaatemehhanismi, vaid ka LED-kiipide kiirele rikke korral.

Töö peamised tegurid on järgmised:

• koostamisprotsessis kasutatavad koostisosad;
• kaitse tase (IP);
• sisendi ja väljundi minimaalsed ja maksimaalsed väärtused;
• tootja

Kaasaegsed muundurite mudelid on toodetud mikroskeemide baasil ja rakendavad impulss-laiuse muundamise tehnoloogiat (PWM).

Sellistel seadmetel on kõrge kaitse lühise, võrgu ülekoormuse eest ning samuti tõhusam.

Praegune konverteri valimise reeglid

LED-lampide konverteri ostmiseks peaksite seda võtit uurima instrumendi omadused. Tuleb tugineda väljundpingele, nimivoolule ja väljundvõimsusele.

Valgusdioodide võimsus

Esmalt analüüsime väljundpinget, mille suhtes kehtivad mitmed tegurid:

• kristallide P - N ristmike pinge kadumise väärtus;
• valgusdioodide arv ahelas;
• ühendusskeem.

Nimivoolu parameetrid määravad tarbija iseloomulikud tunnused, nimelt LED-elementide võimsus ja nende heleduse aste.

See indikaator mõjutab kristallide tarbitud voolu, mille ulatus varieerub sõltuvalt nõutavast heledusest. Konverteri ülesanne on pakkuda neid elemente vajaliku energiakogusega.

Seadme võimsus sõltub iga LED-elemendi tugevusest, nende värvist ja kogusest.

Energiatarbimise arvutamiseks järgmise valemiga:

P_H = P_LED * N,

Kus

• P_LED - ühe dioodiga loodud elektriline koormus,
• N on ahelate kristallide arv.

Need arvud ei tohiks olla väiksemad kui juhi võimsus. Nüüd on vaja kindlaks määrata nõutav nimiväärtus.

Seadme maksimaalne võimsus

Tuleb arvesse võtta asjaolu, et konverteri stabiilse toimimise tagamiseks peaksid selle nimiväärtused ületama saadud väärtust P 20-30%._H.

Seega on valem valem:

P_max ≥ (1,2,1,3) * P_H,

kus P_max - hinnatud toiteallikas.

Lisaks laual olevate tarbijate võimsusele ja arvule sõltub ka koormusjõud tarbija värviteguritest. Samal voolul, sõltuvalt varjundist, on neil erinevad pinge languse näitajad.

Võtke näiteks Ameerika äriühingu Cree LED-id XP-E liinilt punaselt.

Nende omadused on järgmised:

• pinge langus 1,9-2,4 V;
• vool 350 mA;
• keskmine võimsus 750 mW.

Rohelise värviga analoog sama vooluga on täiesti erinevad näitajad: kadud P-N ristmikel 3.3–3,9 V ja võimsus 1,25 W.

Sellest tulenevalt saame teha järeldusi: 10 W-le mõeldud juhti kasutatakse kaheteistkümne punase kristali või kaheksa rohelise toite jaoks.

LED ühendusskeem

Juhi valimine peaks toimuma pärast LED-tarbijaühenduse skeemi määramist. Kui ostate esmakordselt valgusdioodid ja seejärel võtate neile konverteri, kaasneb sellega palju raskusi.

Selleks, et leida seade, mis annab just sellise arvukate tarbijate töö, kellel on antud ühendusskeem, võtab see palju aega.

Anname näite kuue tarbijaga. Pinge kadu, mis neil on 3 V, tarbitud vool on 300 mA. Nende ühendamiseks võite kasutada ühte meetoditest ja igal juhul on toiteallika nõutavad parameetrid erinevad.

Meie puhul on seeriaühendusega vaja 18 V plokki vooluga 300 mA. Selle meetodi peamiseks eeliseks on see, et sama jõud läbib vastavalt kogu liini, kõik dioodid on valgustatud ühesuguse heledusega.

Kui kasutatakse paralleelset paigutust, piisab 9 V muunduri kasutamisest, kuid praegused tarbimisväärtused kahekordistuvad võrreldes eelmise meetodiga.

Kui kasutatakse kahe LED-i paaride moodustamise järjestikust meetodit, kasutatakse sama indikaatoriga draiverit kui eelmisel juhul. Sel juhul on valgustuse heledus juba ühtlane.

Kuid isegi siin puudusid negatiivsed nüansid: grupi energiseerimisel, omaduste leviku tõttu, üks neist Valgusdioodid võivad avaneda kiiremini kui teine, ja selle kaudu ületab vool kahekordselt nimiväärtust väärtus

Paljud liigid LED-valgus koduvalgustamiseks selline lühiajaline hüpe, kuid see meetod viitab vähem populaarsele.

Juhi tüübid seadme tüübi järgi

Seadmed, mis teisendavad 220 V võimsust LEDide nõutavateks indikaatoriteks, on tavaliselt jagatud kolme kategooriasse: elektrooniline; põhinevad kondensaatoritel; hämardatav.

Valgustusseadmete turgu esindavad mitmesugused juhi mudelid, peamiselt Hiina tootja. Ja vaatamata madalale hinnavahemikule, saate nendest seadmetest valida üsna korraliku valiku. Siiski tasub pöörata tähelepanu garantiikaardile, t. kõik tooted ei ole vastuvõetava kvaliteediga.

Seadme elektrooniline vaade

Ideaalis peaks elektrooniline muundur olema varustatud transistoriga. Selle ülesandeks on reguleeriva kiibi mahalaadimine. Ripple silumise kõrvaldamiseks või maksimeerimiseks paigaldatakse väljundisse kondensaator.

Seda tüüpi seade kuulub kallis kategooriasse, kuid on võimeline stabiliseerima voolu kuni 750 mA, mida ballastmehhanismid ei suuda.

Pulseerimine ei ole ainus viga konverterites. Teist võib nimetada kõrgsagedusliku (HF) vahemiku elektromagnetiliseks häireks. Seega, kui teised elektriseadmed, näiteks raadio, on ühendatud lambiga ühendatud pistikupesaga, võite oodata häireid digitaalsete FM-sageduste, televisiooni, ruuteri jne vastuvõtmisel.

Kõrgekvaliteedilise instrumendi valikulises seadmes peaks olema kaks kondensaatorit: üks on elektrolüütiline pulseerimise silumiseks, teine ​​keraamiline, HF alandamiseks. Seda kombinatsiooni saab siiski täita harva, eriti kui me räägime Hiina toodetest.

Kõrge efektiivsuse (kuni 95%) tõttu sobivad sellised mehhanismid mitmesugustes suure võimsusega seadmetes näiteks autode häälestamiseks, tänavavalgustusseadmetes ja ka majapidamises kasutatavates LED-seadmetes allikatest.

Kondensaatoripõhine toiteallikas

Nüüd pöörduge mitte nii populaarsete seadmete poole, mis põhinevad kondensaatoritel. Peaaegu kõik odavate LED-lampide skeemid, kus kasutatakse sellist tüüpi draivereid, omavad sarnaseid omadusi.

Kuid tootja poolt tehtud muudatuste tõttu muutuvad need näiteks ahela mis tahes elemendi eemaldamisega. Eriti sageli on see detail üks kondensaatoritest - silumine.

Selliste mehhanismide eelised on ainult kaks: need on saadaval enesesõlmimiseks ja nende efektiivsus on võrdne sajaprotsendilise väärtusega, sest kahjumid on ainult pn ristmikel ja takistustel.

Sama negatiivsete külgede arv: madal elektriohutus ja suur pulsatsioon. Teine puudus on umbes 100 Hz ja moodustub vahelduvpinge parandamise tulemusena. GOST registreerib lubatava pulsatsioonikiiruse 10-20%, sõltuvalt selle ruumi eesmärgist, kus valgustusseade on paigaldatud.

Ainus viis selle puuduse silumiseks on õige kondensaatori valimine. Sellegipoolest ei tohiks loota probleemi täielikule kõrvaldamisele - selline lahendus võib siluda ainult purunemiste intensiivsuse.

Pimendatavad vooluandurid

Draiverid valgustavad LED-pirnid võimaldab teil muuta sissetulevaid ja väljuvaid vooluindikaatoreid, vähendades või suurendades dioodide kiirguse heledust.

On kaks ühendusmeetodit:

• esimene hõlmab sujuvat alustamist;
• teine ​​on impulss.

Mõtle CPC9909 kiibil põhinevate hämardatavate draiverite toimimise põhimõttele, mida kasutatakse LED-ahelate reguleerimisseadmena, kaasa arvatud need, millel on suur heledus.

Pehme käivitusega mikroprotsessor tagab juhitava dioodide järkjärgulise kaasamise. Selleks kasutatakse kahte takistit, mis on ühendatud LD-terminaliga ja mis on kavandatud sujuva tumenemisülesande täitmiseks. Nii realiseeritakse oluline ülesanne - LED-elementide eluea pikendamine.

Sama väljund annab analoogreguleerimise - 2,2 kΩ takisti muudetakse võimsamaks vahelduvaks analoogiks - 5,1 kΩ. Seega saavutatakse toodangupotentsiaali järkjärguline muutus.

Teise meetodi kasutamine eeldab ristkülikukujuliste impulsside rakendamist PWMD madala sagedusega väljundile. Sellisel juhul kasutatakse kas mikrokontrollerit või impulssgeneraatorit, mis on tingimata eraldatud optocoupleriga.

Kere või ilma selleta?

Juhid väljastatakse juhul või ilma. Esimene võimalus on kõige levinum ja kallim. Sellised seadmed on kaitstud niiskuse ja tolmuosakeste eest.

Varjatud paigalduse teostamisel rakendatakse teise tüübi kohandusi ja need erinevad vastavalt odavuse poolest.

Igaüks neist erineb töötamise ajal lubatud temperatuurist - samuti tuleb tähelepanu pöörata valikule.

Klassikaline juhikava

LED-toiteploki iseseisvaks paigaldamiseks käsitleme lihtsaimat impulss-tüüpi seadet, millel ei ole galvaanilist isolatsiooni. Sellise ahela peamine eelis on lihtne ühendamine ja töökindlus.

Sellise mehhanismi skeem koosneb kolmest peamisest kaskaadi valdkonnast:

1. Pinge eraldaja mahutil.
2. Alaldi.
3. Pinge stabilisaatorid.

Esimene osa - vahelduvvoolu kondensaatorile C1 mõjuv vastupanu. Viimane on vajalik ainult inertse elemendi enda laadimiseks. See ei mõjuta vooluahela tööd.

Kui tekkinud poollaine pinge läbib kondensaatori, voolab vool, kuni plaadid on täielikult laetud. Mida väiksem on mehhanismi võimsus, seda vähem aega kulub selle täielikule laengule.

Näiteks seade, mille maht on 0,3-0,4 mikrokiibi laengut 1/10 poollaineaja jooksul, s.t. ainult kümnendik mööduvast pingest läbib selle sektsiooni.

Teine etapp on elektriseade, mis teisendab (korrigeerib) vahelduvvoolu pulseerivaks. Seda protsessi nimetatakse täislaine. Kuna üks poollaine osa siluti kondensaatoriga, on selle sektsiooni väljundil alalisvool 20-25 V.

Kolmas etapp põhineb silumiseks stabiliseerival filtril - elektrolüütkondensaatoril. Selle mahtuvuslike parameetrite valik sõltub koormusjõust.

Kuna monteeritud ahel kordab oma tööd korraga, ei ole võimalik paljaid juhtmeid puudutada, kuna voolu vool jõuab kümnetesse ampritesse - liinid on eelnevalt isoleeritud.

Järeldused ja kasulik video antud teemal

Kõik raskused, millega raadioamatöör võib kokku puutuda, on suure võimsusega LED-lampide jaoks konverteri ülevõtmine, mida kirjeldatakse üksikasjalikult videol:

Elektriahela muunduriseadme iseühenduse põhijooned:

Samm-sammuline tutvustus, mis kirjeldab käsitsi LED-draiveri koos improviseeritud tööriistadega kokkupanemise protsessi:

Hoolimata tootja poolt deklareeritud LED-lampide kümnetest tuhandetest tundidest, on mitmeid näitajaid oluliselt vähendavaid tegureid.

Draiverid on konstrueeritud nii, et kõik siledad elektrisüsteemis siledaks. Nende valik või enesesõlmimine tuleks pärast kõigi vajalike parameetrite valearvestust vastutustundlikult läheneda.

Räägi meile, kuidas LED-lambi draiverit kätte saada. Jagage oma argumente ja viise, kuidas stabiliseerida dioodvalgustusseadme pinge. Jäta kommentaarid allolevasse lahtrisse, küsi küsimusi, postita artiklile teema.