Regole di selezione del driver della lampada a LED: viste, scopo + connessione

Le lampade a LED si sono diffuse e, di conseguenza, è iniziata la produzione attiva di fonti di energia secondarie. Il driver della lampada a LED è in grado di mantenere stabilmente i valori di corrente impostati sull'uscita del dispositivo, stabilizzando la tensione che passa attraverso la catena di diodi.

Racconteremo tutti i tipi e i principi di funzionamento di un dispositivo di conversione corrente per il funzionamento di una lampadina a diodi. L'articolo proposto da noi fornisce linee guida per la scelta di un autista e fornisce consigli utili. Elettricisti domestici indipendenti troveremo dimostrati in pratica schemi elettrici.

Scopo e scopo

I cristalli di diodo sono costituiti da due semiconduttori: l'anodo (più) e il catodo (meno), che sono responsabili della trasformazione dei segnali elettrici. Un'area ha conduttività di tipo P, la seconda - N. Quando una fonte di alimentazione è collegata, la corrente scorre attraverso questi elementi.

A causa di questa polarità, gli elettroni della zona di tipo P si precipitano nella zona di tipo N, e viceversa, le cariche dal punto N correranno verso R. Tuttavia, ogni sezione dell'area ha i suoi confini, chiamati giunzioni P-N. In queste aree, le particelle si incontrano e si assorbono o si ricombinano reciprocamente.

Durante le giunzioni P - N, la tensione viene ridotta di un certo numero di volt, sempre uguale per ogni elemento del circuito. Dati questi valori, il driver stabilizza la corrente di ingresso e forma un valore costante in uscita.

Qual è la potenza richiesta e quali valori di perdite durante il passaggio P-N sono indicati nel passaporto del dispositivo LED. Pertanto, quando Scegliere una lampadina a diodi È necessario tenere conto dei parametri dell'alimentazione, il cui intervallo dovrebbe essere sufficiente a compensare l'energia persa.

Gli alimentatori con tensioni da 10 a 36 V sono utilizzati per dotare i dispositivi di illuminazione.

La tecnica può essere di vari tipi:

• fari di automobili, biciclette, motocicli, ecc .;
• piccole luci portatili o stradali;
• Linea LED, Nastri, lampadine da soffitto e moduli.

Tuttavia per LED a bassa potenzae anche nel caso di utilizzo di tensione costante, i driver sono autorizzati a non utilizzare. Invece di loro, nel circuito viene introdotta una resistenza, anch'essa alimentata da 220 V.

Il principio di funzionamento dell'alimentazione elettrica

Vediamo quali sono le differenze tra la fonte di tensione e l'alimentazione. Ad esempio, si consideri lo schema mostrato di seguito.

Collegando a un alimentatore da 12 V un resistore da 40 Ohm, una corrente di 300 mA fluirà attraverso di esso (Figura A). Con collegamento parallelo al circuito del secondo resistore, il valore corrente sarà - 600 mA (B). Tuttavia, la tensione sarà invariata.

Ora vedremo come i valori cambiano se i resistori sono collegati all'alimentazione nel circuito. Allo stesso modo, introduciamo un resistore da 40 ohm con un driver da 300 mA. Quest'ultimo crea una tensione di 12 V su di esso (schema B).

Se il circuito è composto da due resistori, il valore corrente rimane invariato e la tensione sarà 6 V (H).

Facendo delle conclusioni, possiamo dire che un convertitore di qualità fornisce il carico con una corrente nominale anche quando la tensione diminuisce. Di conseguenza, i cristalli di diodo di 2 V o 3 V e una corrente di 300 mA bruceranno in modo altrettanto luminoso con una tensione ridotta.

Caratteristiche distintive del convertitore

Uno degli indicatori più importanti è la potenza trasmessa sotto carico. Il dispositivo non può essere sovraccaricato e cercare di ottenere i massimi risultati possibili.

L'uso non corretto contribuisce al rapido fallimento non solo del meccanismo di visualizzazione, ma anche dei chip LED.

I principali fattori che influenzano il lavoro includono:

• elementi costitutivi utilizzati nel processo di assemblaggio;
• grado di protezione (IP);
• valori minimi e massimi di input e output;
• produttore.

I moderni modelli di convertitori sono fabbricati sulla base di microcircuiti e applicano la tecnologia delle conversioni a larghezza d'impulso (PWM).

Tali dispositivi hanno un alto grado di protezione contro i cortocircuiti, sovraccarichi di rete e hanno anche una maggiore efficienza.

Regole di selezione del convertitore corrente

Per acquistare un convertitore di lampade a LED, dovresti studiare la chiave caratteristiche dello strumento. È necessario fare affidamento sulla tensione di uscita, sulla corrente nominale e sulla potenza di uscita.

Potenza dei diodi luminosi

Analizziamo prima la tensione di uscita, che è soggetta a diversi fattori:

• il valore della perdita di tensione sulle giunzioni P - N dei cristalli;
• il numero di diodi luminosi nella catena;
• schema di collegamento.

I parametri della corrente nominale possono essere determinati dalle caratteristiche del consumatore, ovvero la potenza degli elementi LED e il loro grado di luminosità.

Questo indicatore influenzerà la corrente consumata dai cristalli, la cui gamma varia in base alla luminosità richiesta. Il compito del convertitore è fornire a questi elementi la quantità necessaria di energia.

La potenza del dispositivo dipende dalla forza di ciascun elemento LED, dal loro colore e quantità.

Per il calcolo del consumo di energia utilizzando la seguente formula:

P_H = P_LED * N,

dove

• P_LED - carico elettrico creato da un diodo,
• N è il numero di cristalli nella catena.

Queste cifre non dovrebbero essere inferiori alla potenza del guidatore. Ora è necessario determinare il valore nominale richiesto.

Potenza massima del dispositivo

È necessario tenere conto del fatto che, al fine di garantire un funzionamento stabile del convertitore, i suoi valori nominali dovrebbero superare il valore ricevuto P del 20-30%_H.

Quindi, la formula assume la forma:

P_max ≥ (1,2., 1, 3) * P_H,

dove P_max - unità di alimentazione nominale.

Oltre alla potenza e al numero di consumatori sul tabellone, la forza di carico è anche soggetta ai fattori di colore del consumatore. Allo stesso modo, a seconda dell'ombra, hanno diversi indicatori di caduta di tensione.

Prendiamo ad esempio i LED della società americana Cree dalla linea XP-E in rosso.

Le loro caratteristiche sono le seguenti:

• caduta di tensione di 1,9-2,4 V;
• corrente 350 mA;
• consumo energetico medio di 750 mW.

Un analogo di colore verde con la stessa corrente avrà indicatori completamente diversi: perdite nelle giunzioni P - N 3,3-3,9 V e potenza 1,25 W.

Di conseguenza, possiamo trarre conclusioni: un driver progettato per 10 W viene utilizzato per alimentare dodici cristalli rossi o otto verdi.

Schema di collegamento a LED

La selezione del driver deve essere effettuata dopo aver determinato lo schema di connessione del consumatore LED. Se acquisti per la prima volta dei diodi luminosi e poi prendi un convertitore per loro, questo processo sarà accompagnato da molte difficoltà.

Per trovare un dispositivo che fornisca il lavoro di un tale numero di consumatori con un determinato schema di connessione, dovrai trascorrere molto tempo.

Facciamo un esempio con sei consumatori. Le perdite di tensione che hanno sono 3 V, la corrente consumata è 300 mA. Per collegarli è possibile utilizzare uno dei metodi, e in ogni caso i parametri richiesti dell'alimentazione saranno diversi.

Nel nostro caso, con una connessione seriale, è necessario un blocco da 18 V con una corrente di 300 mA. Il vantaggio principale di questo metodo è che la stessa forza passa attraverso l'intera linea, rispettivamente, tutti i diodi sono illuminati con luminosità identica.

Se si utilizza il posizionamento parallelo, è sufficiente utilizzare un convertitore 9 V, tuttavia, i valori di consumo corrente saranno raddoppiati rispetto al metodo precedente.

Se viene utilizzato un metodo sequenziale con la formazione di coppie di due LED, viene utilizzato un driver con gli stessi indicatori del caso precedente. In questo caso, la luminosità dell'illuminazione sarà già uniforme.

Tuttavia, anche qui non c'erano sfumature negative: quando si eccitava il gruppo, a causa della diffusione delle caratteristiche, uno di I LED possono aprirsi più velocemente del secondo, rispettivamente, e attraverso di esso l'attuale doppiamente superiore a quella nominale valore di

Molte specie Luce a LED per l'illuminazione domestica progettato per tali salti a breve termine, ma questo metodo si riferisce al meno popolare.

Tipi di driver per tipo di dispositivo

I dispositivi che convertono l'alimentazione a 220 V agli indicatori richiesti per i LED sono convenzionalmente suddivisi in tre categorie: elettronica; basato su condensatori; dimmerabile.

Il mercato degli accessori per l'illuminazione è rappresentato da un'ampia varietà di modelli di driver, principalmente del produttore cinese. E nonostante la fascia di prezzo bassa, da questi dispositivi, puoi scegliere un'opzione abbastanza decente. Tuttavia, vale la pena prestare attenzione alla scheda di garanzia, t. non tutti i prodotti sono di qualità accettabile.

Vista elettronica del dispositivo

Idealmente, il convertitore elettronico dovrebbe essere dotato di un transistor. Il suo ruolo è quello di eseguire lo scarico del chip di regolazione. Per eliminare o massimizzare il livellamento delle ondulazioni, un condensatore è montato in uscita.

Questo tipo di dispositivo appartiene a una categoria costosa, ma è in grado di stabilizzare correnti fino a 750 mA, che i meccanismi di zavorra non sono in grado di garantire.

Il pulsing non è l'unico difetto nei convertitori. Il secondo può essere chiamato interferenza elettromagnetica della gamma ad alta frequenza (HF). Pertanto, se altri dispositivi elettrici, ad esempio una radio, sono collegati a una presa collegata a una lampada, è possibile che si verifichino interferenze con la ricezione di frequenze FM digitali, televisione, router, ecc.

In un dispositivo opzionale di uno strumento di alta qualità, ci dovrebbero essere due condensatori: uno è elettrolitico per le pulsazioni di levigatura, l'altro è di ceramica, per abbassare l'HF. Tuttavia, questa combinazione può essere soddisfatta di rado, soprattutto se parliamo di prodotti cinesi.

A causa dell'elevata efficienza (fino al 95%), tali meccanismi sono adatti per dispositivi ad alta potenza usati in vari modi sfere, ad esempio, per il tuning dell'automobile, nei dispositivi di illuminazione stradale e anche per LED domestici fonti.

Alimentatore basato su condensatore

Ora si rivolgono a dispositivi non così popolari, basati su condensatori. Quasi tutti gli schemi di lampade a LED a basso costo, in cui vengono utilizzati questi tipi di driver, hanno caratteristiche simili.

Tuttavia, a causa di modifiche apportate dal produttore, subiscono modifiche, ad esempio la rimozione di qualsiasi elemento della catena. Soprattutto spesso questo dettaglio è uno dei condensatori - levigante.

Ci sono solo due vantaggi di tali meccanismi: sono disponibili per l'auto-assemblaggio e la loro efficienza è pari al cento percento, poiché le perdite saranno solo in congiunzioni e resistenze pn.

Lo stesso numero di lati negativi: bassa sicurezza elettrica e un alto grado di pulsazione. Il secondo svantaggio è di circa 100 Hz ed è formato come risultato della rettifica della tensione alternata. Il GOST registra il tasso di ripple consentito del 10-20%, a seconda dello scopo della stanza in cui è installato il dispositivo di illuminazione.

L'unico modo per ovviare a questo inconveniente è selezionare un condensatore con la valutazione corretta. Tuttavia, non si dovrebbe contare sull'eliminazione completa del problema - una tale soluzione può solo attenuare l'intensità delle raffiche.

Trasmettitori di corrente dimmerabili

Dimmer driver per lampadine LED dimmerabili consente di modificare gli indicatori di corrente in entrata e in uscita, riducendo o aumentando la luminosità della luce emessa dai diodi.

Esistono due metodi di connessione:

• il primo comporta un avvio regolare;
• il secondo è pulsato.

Considerare il principio di funzionamento dei driver dimmerabili basato sul chip CPC9909 utilizzato come dispositivo di regolazione per circuiti LED, inclusi quelli con luminosità elevata.

Con un inizio morbido, il microcircuito con un driver assicura l'inclusione graduale dei diodi con luminosità crescente. Per questo processo, vengono utilizzati due resistori, collegati al terminale LD, progettati per eseguire il regolare compito di regolazione. Ecco come viene realizzato un compito importante: l'estensione della vita degli elementi LED.

La stessa uscita fornisce una regolazione analogica - un resistore da 2,2 kΩ viene cambiato in un più potente analogico alternato - 5,1 kΩ. Pertanto, si ottiene un graduale cambiamento nel potenziale di output.

L'uso del secondo metodo implica l'applicazione di impulsi rettangolari all'uscita a bassa frequenza del PWMD. In questo caso, viene utilizzato un microcontrollore o un generatore di impulsi, che sono necessariamente separati da un fotoaccoppiatore.

Con o senza uno scafo?

I driver sono emessi nel caso o senza. La prima opzione è la più comune e più costosa. Tali dispositivi sono protetti da umidità e particelle di polvere.

Gli adattamenti del secondo tipo vengono applicati quando si esegue l'installazione nascosta e, rispettivamente, si differenziano per economicità.

Ognuna di esse differisce dalla temperatura consentita durante il funzionamento - è inoltre necessario prestare attenzione alla selezione.

Schema di driver classico

Per l'auto-assemblaggio dell'alimentazione a LED, affrontiamo il dispositivo più semplice del tipo a impulsi, che non ha isolamento galvanico. Il vantaggio principale di questo tipo di circuito è la connessione semplice e il funzionamento affidabile.

Lo schema di tale meccanismo è composto da tre principali aree a cascata:

1. Separatore di tensione su capacità.
2. Il raddrizzatore.
3. Stabilizzatori di tensione.

La prima sezione - l'opposizione esercitata dalla corrente alternata sul condensatore C1 con un resistore. Quest'ultimo è richiesto esclusivamente per l'auto-carica dell'elemento inerte. Non influisce sul funzionamento del circuito.

Quando la risultante tensione a mezz'onda passa attraverso il condensatore, la corrente scorre finché le piastre non sono completamente cariche. Minore è la capacità del meccanismo, meno tempo sarà dedicato alla sua piena carica.

Ad esempio, un dispositivo con un volume di 0,3-0,4 cariche di microfarad durante un semionda di 1/10, vale a dire solo un decimo della tensione passante passerà attraverso questa sezione.

Il secondo stadio è un dispositivo elettrico che converte (raddrizzando) la corrente alternata in una pulsante. Questo processo è chiamato onda intera. Poiché una parte della semionda è stata levigata da un condensatore, all'uscita di questa sezione la corrente continua sarà pari a 20-25 V.

Il terzo stadio si basa su un filtro stabilizzante levigante: un condensatore elettrolitico. La scelta dei suoi parametri capacitivi dipende dalla forza del carico.

Poiché il circuito assemblato riproduce il suo lavoro in una sola volta, è impossibile toccare i fili scoperti, poiché il flusso di corrente raggiunge decine di ampere - le linee sono preisolate.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Tutte le difficoltà che può incontrare un radioamatore, raccogliendo un convertitore per lampade a LED ad alta potenza, sono descritte in dettaglio nel video:

Caratteristiche principali dell'auto-connessione del dispositivo di conversione nel circuito elettrico:

Istruzioni dettagliate che descrivono il processo di assemblaggio di un driver LED con strumenti improvvisati a mano:

Nonostante le decine di migliaia di ore di funzionamento ininterrotto delle lampade a LED dichiarate dal produttore, ci sono molti fattori che riducono significativamente queste cifre.

I driver sono progettati per appianare tutti i rimbalzi correnti nel sistema elettrico. La scelta o l'autoassemblaggio dovrebbero essere affrontati in modo responsabile dopo l'errato calcolo di tutti i parametri necessari.

Dicci come raccogliere il driver per la lampadina a LED. Condividi i tuoi argomenti e modi per stabilizzare l'alimentazione di tensione a un dispositivo di illuminazione a diodi. Lascia i commenti nel blocco sottostante, fai domande, pubblica immagini sull'argomento dell'articolo.