Zasady wyboru sterownika lampy LED: widoki, cel + połączenie

Lampy LED stały się powszechne, w wyniku czego rozpoczęła się aktywna produkcja wtórnych źródeł energii. Sterownik lampy LED jest w stanie stabilnie utrzymywać ustawione wartości prądu na wyjściu urządzenia, stabilizując napięcie przechodzące przez łańcuch diody.

Opowiemy o rodzajach i zasadach działania aktualnego urządzenia do konwersji do pracy żarówki diodowej. Proponowany przez nas artykuł zawiera wskazówki dotyczące wyboru sterownika i zawiera przydatne zalecenia. Niezależni elektrycy domowi znajdziemy sprawdzone w praktyce schematy elektryczne.

Cel i zakres

Kryształy diod składają się z dwóch półprzewodników - anody (plus) i katody (minus), które są odpowiedzialne za transformację sygnałów elektrycznych. Jeden obszar ma przewodność typu P, drugi - N. Gdy źródło zasilania jest podłączone, prąd przepływa przez te elementy.

Z powodu tej biegunowości elektrony ze strefy typu P pędzą do strefy typu N i odwrotnie, ładunki z punktu N będą pędzić w kierunku R. Jednak każda część obszaru ma własne granice, zwane skrzyżowaniami P-N. W tych obszarach cząstki spotykają się i wzajemnie absorbują lub rekombinują.

Podczas połączeń P-N napięcie jest zmniejszane o określoną liczbę woltów, zawsze takie samo dla każdego elementu obwodu. Biorąc pod uwagę te wartości, sterownik stabilizuje prąd wejściowy i tworzy stałą wartość na wyjściu.

Jaka jest wymagana moc i jakie wartości strat podczas przejścia P-N są wskazane w paszporcie urządzenia LED. Dlatego kiedy Wybierając żarówkę diodową Konieczne jest uwzględnienie parametrów zasilacza, którego zakres powinien być wystarczający, aby skompensować utraconą energię.

Zasilacze o napięciach od 10 do 36 V służą do wyposażenia urządzeń oświetleniowych.

Technika może być różnych typów:

• reflektory samochodów, rowerów, motocykli itp .;
• małe przenośne lub uliczne światła;
• Linia LEDwstążki żarówki sufitowe i moduły.

Jednak dla diody LED niskiej mocy, a także w przypadku stosowania stałego napięcia, kierowcy nie mogą używać. Zamiast nich do obwodu wprowadzany jest rezystor, również zasilany napięciem 220 V.

Zasada działania zasilacza

Zobaczmy, jakie są różnice między źródłem napięcia a zasilaniem. Jako przykład rozważmy schemat przedstawiony poniżej.

Podłączając do zasilania 12 V rezystor 40 Ohm, przepłynie przez niego prąd 300 mA (Rysunek A). Przy połączeniu równoległym z obwodem drugiego rezystora wartość prądu wynosi -600 mA (B). Jednak napięcie pozostanie niezmienione.

Teraz przyjrzymy się, jak zmieniają się wartości, jeśli rezystory są podłączone do zasilania w obwodzie. Podobnie wprowadzamy rezystor 40 ohm ze sterownikiem 300 mA. Ten ostatni tworzy na nim napięcie 12 V (schemat B).

Jeśli obwód składa się z dwóch rezystorów, wartość prądu pozostaje niezmieniona, a napięcie wynosi 6 V (H).

Wyciągając wnioski, możemy powiedzieć, że konwerter jakości dostarcza obciążenie prądem znamionowym, nawet gdy napięcie spada. Odpowiednio, kryształy diody 2 V lub 3 V i prąd 300 mA będą palić równie jasno przy zmniejszonym napięciu.

Charakterystyczne cechy konwertera

Jednym z najważniejszych wskaźników jest przesyłana moc pod obciążeniem. Urządzenie nie może być przeciążone i spróbuj uzyskać maksymalne możliwe wyniki.

Nieprawidłowe użycie przyczynia się do szybkiej awarii nie tylko mechanizmu oglądania, ale także chipów LED.

Główne czynniki wpływające na pracę to:

• elementy składowe używane w procesie montażu;
• stopień ochrony (IP);
• minimalne i maksymalne wartości wejścia i wyjścia;
• producent

Nowoczesne modele konwerterów produkowane są w oparciu o mikroukłady i stosują technologię konwersji szerokości impulsu (PWM).

Takie urządzenia mają wysoki stopień ochrony przed zwarciami, przeciążeniami sieci, a także mają zwiększoną wydajność.

Aktualne zasady wyboru konwertera

Aby kupić konwerter lamp LED, należy przestudiować klucz charakterystyka instrumentu. Konieczne jest poleganie na napięciu wyjściowym, prądzie znamionowym i mocy wyjściowej.

Moc diod świetlnych

Najpierw przeanalizujmy napięcie wyjściowe, które podlega kilku czynnikom:

• wartość straty napięcia na złączach P - N kryształów;
• liczba diod świetlnych w łańcuchu;
• schemat połączenia.

Parametry prądu znamionowego mogą być określone przez cechy charakterystyczne konsumenta, a mianowicie moc elementów LED i stopień ich jasności.

Ten wskaźnik wpłynie na prąd pobierany przez kryształy, których zakres zmienia się w zależności od wymaganej jasności. Zadaniem konwertera jest dostarczenie tych elementów z dostarczeniem wymaganej ilości energii.

Moc urządzenia zależy od siły każdego elementu LED, jego koloru i ilości.

Do obliczenia zużycia energii według następującego wzoru:

P_H = P_LED * N,

Gdzie

• P_LED - obciążenie elektryczne generowane przez jedną diodę,
• N to liczba kryształów w łańcuchu.

Liczby te nie powinny być mniejsze niż moc kierowcy. Teraz konieczne jest określenie wymaganej wartości nominalnej.

Maksymalna moc urządzenia

Należy wziąć pod uwagę fakt, że w celu zapewnienia stabilnej pracy konwertera jego wartości nominalne powinny przekraczać otrzymaną wartość P o 20-30%_H.

W ten sposób formuła ma postać:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

gdzie P_max - znamionowy zasilacz.

Oprócz mocy i liczby odbiorników na płycie, siła obciążenia zależy również od czynników kolorystycznych konsumenta. Przy tym samym prądzie, w zależności od odcienia, mają różne wskaźniki spadku napięcia.

Weźmy na przykład diody LED amerykańskiej firmy Cree z linii XP-E na czerwono.

Ich cechy są następujące:

• spadek napięcia 1,9-2,4 V;
• prąd 350 mA;
• średni pobór mocy 750 mW.

Analog koloru zielonego o tym samym prądzie będzie miał zupełnie inne wskaźniki: straty przy złączach P - N 3,3–3,9 V i moc 1,25 W.

W związku z tym możemy wyciągnąć wnioski: kierowca zaprojektowany na 10 W służy do zasilania dwunastu czerwonych kryształów lub ośmiu zielonych.

Schemat połączeń LED

Wybór sterownika powinien zostać dokonany po określeniu schematu podłączenia LED dla użytkownika. Jeśli najpierw kupisz diody świetlne, a następnie odbierzesz dla nich konwerter, temu procesowi będzie towarzyszyć wiele trudności.

Aby znaleźć urządzenie, które zapewnia pracę tylko takiej liczbie konsumentów przy danym schemacie połączenia, zajmie to dużo czasu.

Podajmy przykład sześciu konsumentów. Ich straty napięciowe wynoszą 3 V, prąd pobierany wynosi 300 mA. Aby je połączyć, można użyć jednej z metod, a w każdym przypadku wymagane parametry zasilacza będą różne.

W naszym przypadku, w przypadku połączenia szeregowego, wymagany jest blok 18 V z prądem 300 mA. Główną zaletą tej metody jest to, że ta sama siła przechodzi odpowiednio przez całą linię, wszystkie diody świecą się z identyczną jasnością.

Jeśli stosowane jest równoległe umieszczenie, wystarczy użyć konwertera 9 V, jednak wartości zużycia prądu zostaną podwojone w porównaniu z poprzednią metodą.

Jeśli stosowana jest metoda sekwencyjna z tworzeniem par dwóch diod LED, używany jest sterownik z tymi samymi wskaźnikami, co w poprzednim przypadku. W takim przypadku jasność oświetlenia będzie już jednolita.

Jednak nawet tutaj nie było żadnych negatywnych niuansów: podczas zasilania grupy, ze względu na rozprzestrzenianie się cech, jeden z Diody LED mogą otwierać się odpowiednio szybciej niż drugi, a przez to prąd podwójnie przekraczający wartość nominalną wartość

Wiele gatunków Światło LED do oświetlenia domowego zaprojektowane do takich krótkotrwałych skoków, ale ta metoda odnosi się do mniej popularnych.

Typy sterowników według typu urządzenia

Urządzenia, które przekształcają zasilanie 220 V w wymagane wskaźniki LED, są tradycyjnie podzielone na trzy kategorie: elektroniczne; oparte na kondensatorach; ściemnialny.

Rynek akcesoriów oświetleniowych reprezentowany jest przez szeroką gamę modeli sterowników, głównie od chińskiego producenta. I pomimo niskiej ceny, z tych urządzeń, możesz wybrać całkiem przyzwoitą opcję. Warto jednak zwrócić uwagę na kartę gwarancyjną, t. nie wszystkie produkty mają akceptowalną jakość.

Elektroniczny widok urządzenia

Idealnie, konwerter elektroniczny powinien być wyposażony w tranzystor. Jego rolą jest wyładowanie chipu regulacyjnego. Aby wyeliminować lub zmaksymalizować wygładzanie tętnień, na wyjściu zamontowany jest kondensator.

Ten typ urządzenia należy do kosztownej kategorii, ale jest w stanie ustabilizować prąd do 750 mA, do którego nie są zdolne mechanizmy balastowe.

Pulsowanie nie jest jedyną wadą konwerterów. Druga może być nazywana zakłóceniami elektromagnetycznymi w zakresie wysokiej częstotliwości (HF). Jeśli więc inne urządzenia elektryczne, na przykład radio, są podłączone do gniazda podłączonego do lampy, można spodziewać się zakłóceń w odbiorze cyfrowych częstotliwości FM, telewizji, routera itp.

W opcjonalnym urządzeniu o wysokiej jakości, powinny być dwa kondensatory: jeden jest elektrolityczny do wygładzania pulsacji, drugi jest ceramiczny, do obniżania HF. Jednak ta kombinacja może być rzadko spotykana, zwłaszcza jeśli mówimy o chińskich produktach.

Ze względu na wysoką wydajność (do 95%) takie mechanizmy nadają się do urządzeń o dużej mocy stosowanych w różnych kule, na przykład do tuningu samochodów, w urządzeniach oświetlenia ulicznego, a także domowych diod LED źródła.

Zasilacz kondensatorowy

Teraz zwróć się do nie tak popularnych urządzeń - opartych na kondensatorach. Prawie wszystkie schematy tanich lamp LED, w których używane są tego typu sterowniki, mają podobne cechy.

Jednak ze względu na modyfikacje dokonane przez producenta podlegają one zmianom, na przykład usunięciu dowolnego elementu łańcucha. Szczególnie często ten szczegół jest jednym z kondensatorów - wygładzających.

Istnieją tylko dwie zalety takich mechanizmów: są one dostępne do samodzielnego montażu, a ich wydajność jest równa stu procentom, ponieważ straty będą tylko na złączach pn i oporach.

Ta sama liczba ujemnych stron: niskie bezpieczeństwo elektryczne i wysoki stopień pulsacji. Druga wada wynosi około 100 Hz i powstaje w wyniku prostowania napięcia przemiennego. GOST rejestruje dopuszczalną częstotliwość tętnień 10-20%, w zależności od przeznaczenia pomieszczenia, w którym zainstalowane jest urządzenie oświetleniowe.

Jedynym sposobem na złagodzenie tej wady jest wybór kondensatora o prawidłowej wartości znamionowej. Niemniej jednak nie należy liczyć na całkowite wyeliminowanie problemu - takie rozwiązanie może tylko wygładzić intensywność serii.

Ściemnialne przetworniki prądu

Przyciemniane sterowniki dla ściemniane żarówki LED pozwalają zmienić przychodzące i wychodzące wskaźniki prądu, jednocześnie zmniejszając lub zwiększając jasność światła emitowanego przez diody.

Istnieją dwie metody połączenia:

• pierwszy obejmuje łagodny start;
• drugi pulsuje.

Rozważmy zasadę działania sterowników z funkcją ściemniania opartą na chipie CPC9909 wykorzystywanym jako urządzenie regulacyjne dla obwodów LED, w tym tych o dużej jasności.

Przy łagodnym rozruchu mikroukład ze sterownikiem zapewnia stopniowe włączanie diod o rosnącej jasności. W tym procesie wykorzystywane są dwa rezystory, podłączone do terminala LD, zaprojektowane do wykonywania płynnego ściemniania. W ten sposób realizowane jest ważne zadanie - przedłużenie żywotności elementów LED.

To samo wyjście zapewnia regulację analogową - rezystor 2,2 kΩ jest zamieniony na mocniejszy analogowy - 5,1 kΩ. W ten sposób osiąga się stopniową zmianę potencjału wyjściowego.

Zastosowanie drugiej metody zakłada zastosowanie prostokątnych impulsów na wyjściu niskiej częstotliwości PWMD. W tym przypadku stosuje się mikrokontroler lub generator impulsów, które są koniecznie oddzielone transoptorem.

Z kadłubem lub bez?

Sterowniki są wydawane w przypadku lub bez. Pierwsza opcja jest najczęstsza i droższa. Takie urządzenia są chronione przed wilgocią i cząstkami kurzu.

Adaptacje drugiego typu są stosowane podczas wykonywania ukrytej instalacji i odpowiednio różnią się tanim kosztem.

Każda z nich różni się dopuszczalną temperaturą podczas pracy - należy również zwrócić uwagę na wybór.

Klasyczny schemat kierowcy

Do samodzielnego montażu zasilacza LED załóżmy najprostsze urządzenie typu impulsowego, które nie ma izolacji galwanicznej. Główną zaletą tego rodzaju obwodu jest proste połączenie i niezawodne działanie.

Schemat takiego mechanizmu składa się z trzech głównych obszarów kaskadowych:

1. Separator napięcia na pojemności.
2. Prostownik.
3. Stabilizatory napięcia.

Pierwsza sekcja - opór wywierany przez prąd przemienny na kondensatorze C1 z rezystorem. Ten ostatni jest wymagany wyłącznie do samoładowania elementu obojętnego. Nie wpływa to na działanie obwodu.

Gdy wynikowe napięcie półokresowe przechodzi przez kondensator, prąd płynie, aż płytki zostaną w pełni naładowane. Im mniejsza pojemność mechanizmu, tym mniej czasu zostanie poświęcone na jego pełne naładowanie.

Na przykład urządzenie o pojemności 0,3-0,4 mikrofaru ładuje się podczas okresu półokresu 1/10, tj. tylko jedna dziesiąta przepływającego napięcia przejdzie przez tę sekcję.

Drugi etap to urządzenie elektryczne, które przekształca (prostując) prąd przemienny w pulsujący. Ten proces nazywa się pełną falą. Ponieważ jedna część połowy fali została wygładzona przez kondensator, na wyjściu tej sekcji prąd stały będzie równy 20-25 V.

Trzeci etap opiera się na wygładzającym filtrze stabilizującym - kondensat elektrolityczny. Wybór parametrów pojemnościowych zależy od siły obciążenia.

Ponieważ zmontowany obwód odtwarza jednocześnie swoją pracę, niemożliwe jest dotknięcie odsłoniętych przewodów, ponieważ przepływ prądu osiąga dziesiątki amperów - przewody są wstępnie izolowane.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wszystkie trudności, jakie napotyka amator radiowy, podnosząc konwerter do lamp LED o dużej mocy, zostały szczegółowo opisane w filmie:

Kluczowe cechy samoczynnego połączenia urządzenia przekształtnikowego w obwodzie elektrycznym:

Szczegółowy opis procesu składania sterownika LED za pomocą poręcznych narzędzi:

Pomimo dziesiątek tysięcy godzin nieprzerwanej pracy lamp LED deklarowanych przez producenta, istnieje wiele czynników, które znacznie zmniejszają te wartości.

Kierowcy mają za zadanie wygładzić wszystkie bieżące odbicia w układzie elektrycznym. Do ich wyboru lub samodzielnego montażu należy podchodzić odpowiedzialnie po błędnym obliczeniu wszystkich niezbędnych parametrów.

Powiedz nam, jak odebrać sterownik żarówki LED. Podziel się swoimi argumentami i sposobami stabilizacji napięcia zasilającego diodowe urządzenie oświetleniowe. Pozostaw komentarze w bloku poniżej, zadawaj pytania, publikuj zdjęcia na temat artykułu.