Règles de sélection du pilote de lampe à LED: vues, but + connexion

Les lampes à LED se sont répandues et la production active de sources d'énergie secondaires a donc commencé. Le pilote de lampe à LED est capable de maintenir de manière stable les valeurs de courant réglées à la sortie de l'appareil, stabilisant ainsi la tension traversant la chaîne de diodes.

Nous dirons tout sur les types et les principes de fonctionnement d'un dispositif de conversion de courant pour le fonctionnement d'une ampoule à diode. L'article que nous proposons propose des lignes directrices pour le choix d'un pilote et des recommandations utiles. Électriciens domestiques indépendants, nous trouverons des schémas de câblage éprouvés dans la pratique.

But et portée

Les cristaux de diodes sont constitués de deux semi-conducteurs - l'anode (plus) et la cathode (moins) - responsables de la transformation des signaux électriques. Une zone a une conductivité de type P, la seconde - N. Lorsqu'une source d'alimentation est connectée, le courant circule dans ces éléments.

En raison de cette polarité, les électrons de la zone de type P se précipitent dans la zone de type N, et inversement, les charges du point N se précipiteront vers R. Cependant, chaque section de la zone a ses propres frontières, appelées jonctions P-N. Dans ces zones, les particules se rencontrent et s’absorbent ou se recombinent mutuellement.

Pendant les jonctions P-N, la tension est réduite d'un certain nombre de volts, toujours les mêmes pour chaque élément du circuit. Compte tenu de ces valeurs, le driver stabilise le courant d'entrée et forme une valeur constante à la sortie.

Quelle est la puissance requise et quelles valeurs de pertes lors du passage P-N sont indiquées dans le passeport du dispositif à LED. Par conséquent, quand Choisir une ampoule à diode Il est nécessaire de prendre en compte les paramètres de l’alimentation, dont la plage doit être suffisante pour compenser la perte d’énergie.

Des alimentations avec des tensions de 10 à 36 V sont utilisées pour équiper des appareils d'éclairage.

La technique peut être de différents types:

• phares de voitures, vélos, motos, etc.
• petits portables ou lampadaires;
• Ligne de LEDdes rubans ampoules de plafond et des modules.

Cependant pour LED de faible puissance, et aussi dans le cas d’utilisation d’une tension constante, les pilotes sont autorisés à ne pas utiliser. Au lieu d’eux, une résistance est également introduite dans le circuit, également alimentée en 220 V.

Le principe de fonctionnement de l'alimentation

Voyons quelles sont les différences entre la source de tension et l’alimentation. A titre d'exemple, considérons le schéma présenté ci-dessous.

En connectant à une alimentation de 12 V une résistance de 40 Ohm, un courant de 300 mA la traversera (Figure A). Avec une connexion en parallèle au circuit de la deuxième résistance, la valeur actuelle sera de - 600 mA (B). Cependant, la tension sera inchangée.

Nous allons maintenant voir comment les valeurs changent si des résistances sont connectées à l’alimentation du circuit. De même, nous introduisons une résistance de 40 ohms avec un driver de 300 mA. Ce dernier crée une tension de 12 V (schéma B).

Si le circuit est composé de deux résistances, la valeur du courant reste inchangée et la tension sera de 6 V (H).

En tirant des conclusions, nous pouvons dire qu'un convertisseur de qualité fournit à la charge un courant nominal même lorsque la tension chute. En conséquence, des cristaux de diode de 2 V ou 3 V et un courant de 300 mA brûlent de manière égale avec une tension réduite.

Caractéristiques distinctives du convertisseur

L'un des indicateurs les plus importants est la puissance transmise sous charge. L'appareil ne peut pas être surchargé et essayez d'obtenir le maximum de résultats possibles.

Une utilisation incorrecte contribue à la défaillance rapide non seulement du mécanisme de visualisation, mais également des puces LED.

Les principaux facteurs affectant le travail comprennent:

• éléments constitutifs utilisés dans le processus d'assemblage;
• degré de protection (IP);
• valeurs minimales et maximales de l'entrée et de la sortie;
• fabricant

Les modèles modernes de convertisseurs sont fabriqués sur la base de microcircuits et appliquent la technologie de conversion de largeur d'impulsion (PWM).

De tels dispositifs offrent un degré élevé de protection contre les courts-circuits et les surcharges de réseau, ainsi qu’une efficacité accrue.

Règles de sélection du convertisseur actuel

Pour acheter un convertisseur de lampe à LED, vous devez étudier la clé caractéristiques de l'instrument. Il est nécessaire de s’appuyer sur la tension de sortie, le courant nominal et la puissance de sortie.

Puissance des diodes lumineuses

Analysons d’abord la tension de sortie, qui est soumise à plusieurs facteurs:

• la valeur de la perte de tension sur les jonctions PN des cristaux;
• le nombre de diodes lumineuses dans la chaîne;
• schéma de connexion.

Les paramètres du courant nominal peuvent être déterminés par les caractéristiques du consommateur, à savoir la puissance des éléments à LED et le degré de leur luminosité.

Cet indicateur affectera le courant consommé par les cristaux, dont la plage varie en fonction de la luminosité requise. Le convertisseur a pour tâche de fournir à ces éléments la quantité d’énergie requise.

La puissance de l'appareil dépend de la force de chaque élément à LED, de leur couleur et de leur quantité.

Pour le calcul de la consommation d'énergie à l'aide de la formule suivante:

P_H = P_LED * N,

Où

• P_LED - charge électrique créée par une diode,
• N est le nombre de cristaux dans la chaîne.

Ces chiffres ne doivent pas être inférieurs à la puissance du conducteur. Maintenant, il est nécessaire de déterminer la valeur nominale requise.

Puissance maximale de l'appareil

Il est nécessaire de prendre en compte le fait que pour assurer un fonctionnement stable du convertisseur, ses valeurs nominales doivent dépasser la valeur reçue P de 20-30%_H.

Ainsi, la formule prend la forme:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

où P_max - bloc d'alimentation nominal.

En plus de la puissance et du nombre de consommateurs sur le plateau, la force de charge est également soumise aux facteurs de couleur du consommateur. Au même courant, en fonction de la nuance, ils ont différents indicateurs de chute de tension.

Prenons, par exemple, les voyants de la société américaine Cree de la gamme XP-E en rouge.

Leurs caractéristiques sont les suivantes:

• chute de tension de 1,9-2,4 V;
• courant 350 mA;
• consommation moyenne de 750 mW.

Un analogue de couleur verte avec le même courant aura des indicateurs complètement différents: pertes aux jonctions P - N de 3,3 à 3,9 V et puissance de 1,25 W.

En conséquence, nous pouvons tirer des conclusions: un pilote conçu pour 10 W est utilisé pour alimenter douze cristaux rouges ou huit cristaux verts.

Schéma de connexion LED

La sélection du pilote doit être effectuée après avoir déterminé le schéma de connexion consommateur LED. Si vous achetez d’abord des diodes lumineuses, puis que vous leur achetez un convertisseur, ce processus sera accompagné de beaucoup de difficultés.

Il faudra beaucoup de temps pour trouver un appareil qui fournisse le travail d'un nombre aussi grand de consommateurs avec un schéma de connexion donné.

Donnons un exemple avec six consommateurs. Les pertes de tension dont ils disposent sont de 3 V, le courant consommé est de 300 mA. Pour les connecter, vous pouvez utiliser l’une des méthodes et, dans chaque cas, les paramètres requis de l’alimentation seront différents.

Dans notre cas, avec une connexion série, un bloc 18 V avec un courant de 300 mA est requis. Le principal avantage de cette méthode est que la même force traverse toute la ligne, toutes les diodes étant allumées avec la même luminosité.

Si un placement en parallèle est utilisé, il suffit d'utiliser un convertisseur 9 V, cependant, les valeurs de consommation de courant seront doublées par rapport à la méthode précédente.

Si une méthode séquentielle avec la formation de paires de deux LED est utilisée, un pilote avec les mêmes indicateurs que dans le cas précédent est utilisé. Dans ce cas, la luminosité de l'éclairage sera déjà uniforme.

Cependant, même dans ce cas, il n’y avait aucune nuance négative: lors de l’activation du groupe, en raison de la dispersion des caractéristiques, l’un des Les LED peuvent s'ouvrir plus rapidement que la seconde, respectivement, et traverser un courant dépassant deux fois la valeur nominale valeur de

Nombreuses espèces Éclairage LED pour l'éclairage domestique conçu pour de tels sauts à court terme, mais cette méthode se réfère aux moins populaires.

Types de pilotes par type de périphérique

Les appareils qui convertissent une puissance de 220 V en indicateurs requis pour les LED sont classiquement divisés en trois catégories: électronique; basé sur des condensateurs; dimmable.

Le marché des accessoires d'éclairage est représenté par une grande variété de modèles de pilotes, principalement du fabricant chinois. Et malgré la faible gamme de prix, vous pouvez choisir une option tout à fait décente parmi ces appareils. Cependant, il convient de prêter attention à la carte de garantie, t. tous les produits ne sont pas de qualité acceptable.

Vue électronique de l'appareil

Idéalement, le convertisseur électronique devrait être équipé d'un transistor. Son rôle est d'effectuer le déchargement de la puce de réglage. Pour éliminer ou maximiser le lissage des ondulations, un condensateur est monté à la sortie.

Ce type d'appareil appartient à une catégorie coûteuse, mais il est capable de stabiliser le courant jusqu'à 750 mA, ce que les mécanismes de ballast sont incapables de.

Les pulsations ne sont pas le seul défaut des convertisseurs. La seconde peut être appelée interférence électromagnétique de la gamme haute fréquence (HF). Ainsi, si d'autres appareils électriques, par exemple une radio, sont connectés à une prise connectée à une lampe, vous pouvez vous attendre à des interférences avec la réception des fréquences FM numériques, de la télévision, d'un routeur, etc.

Dans un dispositif optionnel d'un instrument de haute qualité, il devrait y avoir deux condensateurs: l'un électrolytique pour lisser les pulsations, l'autre en céramique pour abaisser le HF. Cependant, cette combinaison peut être rarement rencontrée, surtout si nous parlons de produits chinois.

En raison de leur rendement élevé (jusqu’à 95%), ces mécanismes conviennent aux appareils à haute puissance utilisés dans divers sphères, par exemple, pour le réglage des voitures, dans les dispositifs d’éclairage public, ainsi que pour les LED domestiques sources.

Alimentation à condensateur

Passons maintenant aux appareils peu populaires - basés sur des condensateurs. Presque tous les systèmes de lampes à LED à faible coût, dans lesquels ces types de pilotes sont utilisés, présentent des caractéristiques similaires.

Toutefois, en raison de modifications apportées par le fabricant, elles subissent des modifications, par exemple la suppression de tout élément de la chaîne. Surtout souvent ce détail est l’un des condensateurs - le lissage.

Ces mécanismes ne présentent que deux avantages: ils sont disponibles pour un auto-assemblage et leur efficacité est égale à cent pour cent, car les pertes ne se produiront qu’aux jonctions et résistances.

Le même nombre de côtés négatifs: faible sécurité électrique et degré de pulsation élevé. Le deuxième inconvénient est d’environ 100 Hz et résulte du redressement de la tension alternative. Le GOST enregistre le taux d’ondulation admissible de 10 à 20%, en fonction de l’objet de la pièce où est installé le dispositif d’éclairage.

La seule façon de remédier à cet inconvénient consiste à sélectionner un condensateur avec la valeur nominale correcte. Néanmoins, il ne faut pas compter sur l'élimination complète du problème - une telle solution ne peut que atténuer l'intensité des rafales.

Transmetteurs de courant dimmable

Drivers gradateurs pour ampoules LED dimmables vous permettent de modifier les indicateurs de courant entrant et sortant tout en réduisant ou en augmentant la luminosité de la lumière émise par les diodes.

Il existe deux méthodes de connexion:

• la première implique un démarrage en douceur;
• la seconde est pulsée.

Considérons le principe de fonctionnement des drivers dimmables basés sur la puce CPC9909 utilisée comme dispositif de régulation pour les circuits à LED, y compris ceux à haute luminosité.

Avec un démarrage en douceur, le microcircuit avec un pilote assure l’inclusion progressive des diodes avec une luminosité croissante. Pour ce processus, deux résistances sont utilisées, connectées au terminal LD, conçues pour effectuer la tâche de gradation en douceur. C’est ainsi qu’une tâche importante est réalisée: l’extension de la durée de vie des éléments à LED.

La même sortie fournit une régulation analogique - une résistance de 2,2 kΩ est remplacée par une sortie analogique plus puissante - 5,1 kΩ. Ainsi, un changement progressif du potentiel de production est obtenu.

L'utilisation de la deuxième méthode implique l'application d'impulsions rectangulaires à la sortie basse fréquence du PWMD. Dans ce cas, on utilise soit un microcontrôleur, soit un générateur d'impulsions, nécessairement séparés par un optocoupleur.

Avec ou sans coque?

Les pilotes sont délivrés dans l’affaire ou sans. La première option est la plus courante et la plus chère. Ces appareils sont protégés de l'humidité et des particules de poussière.

Les adaptations du second type s’appliquent lors de la réalisation de l’installation cachée et se différencient par leurs bas prix.

Chacun d'entre eux diffère de la température admissible pendant le fonctionnement - il est également nécessaire de faire attention à la sélection.

Schéma de pilote classique

Pour l’auto-assemblage de l’alimentation à LED, prenons le dispositif le plus simple du type à impulsions, qui n’a pas d’isolation galvanique. Le principal avantage de ce type de circuit est une connexion simple et un fonctionnement fiable.

Le schéma d'un tel mécanisme est composé de trois zones de cascade principales:

1. Séparateur de tension sur la capacité.
2. Redresseur
3. Stabilisateurs de tension.

La première section - l'opposition exercée par le courant alternatif sur le condensateur C1 avec une résistance. Ce dernier est requis uniquement pour l'auto-chargement de l'élément inerte. Cela n'affecte pas le fonctionnement du circuit.

Lorsque la tension demi-onde résultante traverse le condensateur, le courant circule jusqu'à ce que les plaques soient complètement chargées. Plus la capacité du mécanisme est petite, moins il faudra de temps pour le recharger complètement.

Par exemple, un dispositif avec un volume de 0,3-0,4 microfarad se charge pendant une période de 1/10 demi-onde, c.-à-d. seulement un dixième de la tension passante passera par cette section.

Le deuxième étage est un appareil électrique qui convertit (redresse) le courant alternatif en un pulsé. Ce processus s'appelle la pleine vague. Puisqu'une partie de la demi-onde a été lissée par un condensateur, le courant continu à la sortie de cette section sera égal à 20-25 V.

La troisième étape est basée sur un filtre stabilisateur de lissage - un condensateur électrolytique. Le choix de ses paramètres capacitifs dépend de la force de charge.

Étant donné que le circuit assemblé reproduit immédiatement son travail, il est impossible de toucher des fils nus, car le courant atteint des dizaines d’ampères - les lignes sont pré-isolées.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Toutes les difficultés qu'un radioamateur peut rencontrer lors de la sélection d'un convertisseur pour lampes à LED haute puissance sont décrites en détail dans la vidéo:

Principales caractéristiques de la connexion automatique du dispositif convertisseur dans le circuit électrique:

Briefing pas à pas décrivant le processus de montage manuel d'un driver de LED avec des outils improvisés:

Malgré les dizaines de milliers d'heures de fonctionnement ininterrompu des lampes à LED déclarées par le fabricant, de nombreux facteurs réduisent considérablement ces chiffres.

Les pilotes sont conçus pour lisser tous les rebonds de courant dans le système électrique. Leur choix ou leur auto-assemblage doivent être abordés de manière responsable après le calcul erroné de tous les paramètres nécessaires.

Dites-nous comment prendre le pilote pour l'ampoule LED. Partagez vos arguments et les moyens de stabiliser l'alimentation en tension d'un dispositif d'éclairage à diode. Laissez des commentaires dans le bloc ci-dessous, posez des questions, publiez des photos sur le sujet de l'article.