Regras de seleção de driver de lâmpada LED: views, purpose + connection

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As lâmpadas de LED se tornaram difundidas e, como resultado, a produção ativa de fontes secundárias de energia já começou. O driver da lâmpada LED é capaz de manter de forma estável os valores de corrente definidos na saída do dispositivo, estabilizando a tensão que passa pela corrente do diodo.

Vamos contar tudo sobre os tipos e princípios de operação de um dispositivo de conversão de corrente para a operação de uma lâmpada de diodo. O artigo proposto por nós fornece diretrizes para a escolha de um driver e fornece recomendações úteis. Os eletricistas domésticos independentes encontraremos na prática diagramas de fiação.

Conteúdo do artigo:

  • Finalidade e escopo
  • O princípio de funcionamento da fonte de alimentação
  • Características distintivas do conversor
  • Regras atuais de seleção de conversor
    • Poder de diodos de luz
    • Potência máxima do dispositivo
    • Diagrama de conexão LED
  • Tipos de drivers por tipo de dispositivo
    • Visão eletrônica do dispositivo
    • Fonte de Alimentação Baseada em Capacitor
    • Transmissores de Corrente Dimmable
    • Com ou sem casco?
  • instagram viewer
  • Esquema de driver clássico
  • Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Finalidade e escopo

Cristais de diodos consistem em dois semicondutores - o ânodo (mais) e o cátodo (menos), que são responsáveis ​​pela transformação de sinais elétricos. Uma área tem condutividade do tipo P, a segunda - N. Quando uma fonte de energia é conectada, a corrente flui através desses elementos.

Devido a essa polaridade, os elétrons da zona do tipo P correm para a zona do tipo N, e vice-versa, as cargas do ponto N se apressam em direção a R. No entanto, cada seção da área tem suas próprias fronteiras, chamadas junções P-N. Nestas áreas, as partículas se encontram e se absorvem ou recombinam mutuamente.

Região de transição de diodo

O diodo pertence a elementos semicondutores e possui apenas uma junção p - n. Por esse motivo, a principal característica que determina o grau de brilho de seu brilho não é a tensão, mas a corrente

Durante as junções P - N, a tensão é reduzida por um certo número de volts, sempre igual para cada elemento do circuito. Dados esses valores, o driver estabiliza a corrente de entrada e forma um valor constante na saída.

Qual é a potência necessária e quais valores de perdas durante a passagem P-N são indicados no passaporte do dispositivo LED. Portanto, quando Escolhendo uma lâmpada de diodo É necessário levar em conta os parâmetros da fonte de alimentação, cuja faixa deve ser suficiente para compensar a energia perdida.

Fonte de alimentação para LEDs

Para que os LEDs de alta potência possam calcular o tempo especificado nas características, é necessário um dispositivo de estabilização - o driver. A caixa do mecanismo eletrônico sempre mostra sua tensão de saída.

Fontes de alimentação com tensões de 10 a 36 V são usadas para equipar dispositivos de iluminação.

A técnica pode ser de vários tipos:

  • faróis de carros, bicicletas, motocicletas, etc .;
  • pequenas luzes portáteis ou de rua;
  • Linha de LEDfitas lâmpadas de teto e módulos.

No entanto para LEDs de baixa potência, e também no caso de usar tensão constante, os drivers estão autorizados a não usar. Em vez deles, um resistor é introduzido no circuito, também alimentado por 220 V.

O princípio de funcionamento da fonte de alimentação

Vamos ver quais são as diferenças entre a fonte de tensão e a fonte de alimentação. Como exemplo, considere o esquema mostrado abaixo.

Ao conectar a uma fonte de alimentação de 12 V um resistor de 40 Ohm, uma corrente de 300 mA passará por ele (Figura A). Com conexão paralela ao circuito do segundo resistor, o valor atual será - 600 mA (B). No entanto, a tensão será inalterada.

Circuito resistor

Apesar da conexão de dois resistores à fonte de alimentação, a segunda saída produzirá uma tensão constante, já que sob condições ideais ela não obedece a carga

Agora, veremos como os valores mudam se os resistores estiverem conectados à fonte de alimentação no circuito. Da mesma forma, introduzimos um resistor de 40 ohm com um driver de 300 mA. Este último cria uma voltagem de 12 V (esquema B).

Se o circuito é composto de dois resistores, então o valor atual é inalterado e a tensão será 6 V (H).

Circuito resistor condutor

O driver, ao contrário da fonte de tensão, mantém os parâmetros atuais na saída, no entanto, a tensão pode mudar

Fazendo conclusões, podemos dizer que um conversor de qualidade fornece a carga com uma corrente nominal, mesmo quando a tensão cai. Consequentemente, cristais de diodo de 2 V ou 3 V e uma corrente de 300 mA irão queimar igualmente intensamente com tensão reduzida.

Características distintivas do conversor

Um dos indicadores mais importantes é a potência transmitida sob carga. O dispositivo não pode ser sobrecarregado e tentar obter o máximo de resultados possíveis.

O uso incorreto contribui para a falha rápida não apenas do mecanismo de visualização, mas também dos chips de LED.

Os principais fatores que afetam o trabalho incluem:

  • elementos constituintes utilizados no processo de montagem;
  • grau de proteção (IP);
  • valores mínimos e máximos da entrada e saída;
  • fabricante

Os modelos modernos de conversores são fabricados com base em microcircuitos e aplicam a tecnologia de conversões de largura de pulso (PWM).

Driver de dispositivo

Durante a operação da fonte de alimentação, o método de modulação de largura de pulso é implementado para regular a tensão de saída, enquanto a saída mantém um tipo similar de corrente como na entrada

Tais dispositivos têm um alto grau de proteção contra curto-circuitos, sobrecargas de rede e também têm uma maior eficiência.

Regras atuais de seleção de conversor

Para comprar um conversor de lâmpada LED, você deve estudar a chave características do instrumento. É necessário confiar na tensão de saída, corrente nominal e potência de saída.

Poder de diodos de luz

Vamos primeiro analisar a tensão de saída, que está sujeita a vários fatores:

  • o valor da perda de tensão nas junções P - N dos cristais;
  • o número de diodos de luz na cadeia;
  • diagrama de conexão.

Os parâmetros da corrente nominal podem ser determinados pelas características do consumidor, nomeadamente a potência dos elementos LED e o grau do seu brilho.

Este indicador afetará a corrente consumida pelos cristais, cuja faixa varia de acordo com o brilho requerido. A tarefa do conversor é fornecer esses elementos com o fornecimento da quantidade necessária de energia.

Tensão de saída

A tensão de saída deve ser maior ou igual à quantidade total de energia gasta em cada unidade de circuito elétrico.

O poder do dispositivo depende da força de cada elemento LED, sua cor e quantidade.

Para o cálculo do consumo de energia usando a seguinte fórmula:

PH = PLED * N,

Onde

  • PLED - carga elétrica criada por um diodo,
  • N é o número de cristais na cadeia.

Esses números não devem ser inferiores à potência do motorista. Agora é necessário determinar o valor nominal necessário.

Potência máxima do dispositivo

É necessário ter em conta o facto de que, para garantir um funcionamento estável do conversor, os seus valores nominais devem exceder o valor recebido P em 20-30%.H.

Assim, a fórmula assume o formato:

Pmáximo ≥ (1,2,1,3) * PH,

onde Pmáximo - fonte de alimentação nominal.

Além da potência e do número de consumidores na placa, a força de carga também está sujeita aos fatores de cor do consumidor. Na mesma corrente, dependendo da sombra, eles têm diferentes indicadores de queda de tensão.

Corrente do motorista

O driver da lâmpada LED deve produzir a quantidade de corrente necessária para garantir o brilho máximo. Ao selecionar o dispositivo, o comprador deve lembrar que o poder deve ser maior que todos os LEDs usados

Tomemos por exemplo, os LEDs da empresa americana Cree da linha XP-E em vermelho.

Suas características são as seguintes:

  • queda de tensão de 1,9-2,4 V;
  • corrente de 350 mA;
  • consumo médio de energia de 750 mW.

Um análogo de cor verde com a mesma corrente terá indicadores completamente diferentes: perdas nas junções P - N 3,3 - 3,9 V e potência 1,25 W.

Assim, podemos tirar conclusões: um driver projetado para 10 W é usado para alimentar doze cristais vermelhos ou oito verdes.

Diagrama de conexão LED

A seleção do driver deve ser feita após a determinação do esquema de conexão do consumidor LED. Se você comprar primeiro diodos leves e, em seguida, pegar um conversor para eles, esse processo será acompanhado por muitas dificuldades.

Para encontrar um dispositivo que forneça o trabalho de apenas um número tão grande de consumidores com um determinado esquema de conexão, você terá que gastar muito tempo.

Vamos dar um exemplo com seis consumidores. As perdas de tensão que eles têm são de 3 V, a corrente consumida é de 300 mA. Para conectá-los, você pode usar um dos métodos e, em cada caso, os parâmetros necessários da fonte de alimentação serão diferentes.

Circuito serial

A desvantagem do arranjo alternativo de diodos é a necessidade de uma fonte de alimentação com alta voltagem, se houver muitos cristais no circuito

No nosso caso, com uma conexão serial, é necessário um bloco de 18 V com uma corrente de 300 mA. A principal vantagem deste método é que a mesma força passa através da linha inteira, respectivamente, todos os diodos são iluminados com brilho idêntico.

Diagrama de Conexão Paralela

A desvantagem da colocação paralela dos consumidores é a diferença no brilho do brilho de cada cadeia. Tal fenômeno negativo ocorre devido à variação dos parâmetros dos diodos devido às diferenças entre a corrente que passa por cada linha.

Se for utilizado o posicionamento paralelo, é suficiente usar um conversor de 9 V, no entanto, os valores de consumo atuais serão duplicados em comparação com o método anterior.

Método consistente dois

O método de arranjo seqüencial de dois diodos não pode ser aplicado com a substituição do número de cristais no grupo - 3 ou mais. Tais restrições são devidas ao fato de que muita corrente pode passar por um elemento, e isso cria a probabilidade de falha de todo o circuito.

Se um método seqüencial com a formação de pares de dois LEDs for usado, um driver com os mesmos indicadores do caso anterior será usado. Neste caso, o brilho da iluminação já será uniforme.

No entanto, mesmo aqui não houve nuances negativas: ao energizar o grupo, devido à disseminação de características, um dos LEDs podem abrir mais rápido que o segundo, respectivamente, e através dele a corrente que excede o nominal valor de

Muitas espécies Luz LED para iluminação doméstica projetado para tais saltos a curto prazo, mas este método refere-se ao menos popular.

Tipos de drivers por tipo de dispositivo

Dispositivos que convertem 220 V de potência para os indicadores necessários para LEDs são convencionalmente divididos em três categorias: eletrônicos; baseado em capacitores; dimerizável.

O mercado de acessórios de iluminação é representado por uma grande variedade de modelos de driver, principalmente do fabricante chinês. E apesar da faixa de preço baixo, a partir desses dispositivos, você pode escolher uma opção bastante decente. No entanto, vale a pena prestar atenção ao cartão de garantia, t. nem todos os produtos são de qualidade aceitável.

Visão eletrônica do dispositivo

Idealmente, o conversor eletrônico deve estar equipado com um transistor. Seu papel é realizar o descarregamento do chip de ajuste. Para eliminar ou maximizar a suavização de ondulações, um capacitor é montado na saída.

Este tipo de dispositivo pertence a uma categoria cara, mas é capaz de estabilizar correntes até 750 mA, das quais os mecanismos de lastro são incapazes.

Motorista eletrônico

Os drivers mais recentes são instalados principalmente em lâmpadas com uma tomada E27. Uma exceção à regra é produtos Gauss GU5.3. Eles são equipados com um conversor sem transformador. Contudo, o grau da pulsação neles consegue vários cem Hz.

Pulsar não é a única falha nos conversores. O segundo pode ser chamado de interferência eletromagnética da faixa de alta frequência (HF). Então, se outros dispositivos elétricos, por exemplo, um rádio, estiverem conectados a um soquete conectado a uma lâmpada, você pode esperar interferência com a recepção de freqüências de FM digitais, televisão, um roteador, etc.

Em um dispositivo opcional de um instrumento de alta qualidade, deve haver dois capacitores: um é eletrolítico para suavizar pulsações, o outro é de cerâmica, para abaixar o HF. No entanto, essa combinação pode ser atendida com pouca freqüência, especialmente se falamos de produtos chineses.

Capacitor de suavização

Aqueles que têm conceitos comuns em tais diagramas de fiação podem selecionar independentemente os parâmetros de saída do conversor eletrônico, alterando o valor dos resistores

Devido à alta eficiência (até 95%), tais mecanismos são adequados para dispositivos de alta potência usados ​​em esferas, por exemplo, para carros tuning, em dispositivos de iluminação pública, bem como LED de uso doméstico fontes.

Fonte de Alimentação Baseada em Capacitor

Agora ligue para dispositivos não tão populares - baseados em capacitores. Quase todos os esquemas de lâmpadas LED de baixo custo, em que esses tipos de motoristas são usados, têm características semelhantes.

No entanto, devido a modificações do fabricante, elas sofrem mudanças, por exemplo, a remoção de qualquer elemento da cadeia. Especialmente, muitas vezes este detalhe é um dos capacitores - suavização.

Lâmpadas de pulsação

Devido ao enchimento descontrolado do mercado com produtos baratos e de baixa qualidade, os usuários podem “sentir” 100% de pulsação nas lâmpadas. Mesmo sem se aprofundar em seu dispositivo, pode-se argumentar sobre a remoção do elemento de suavização do circuito

Existem apenas duas vantagens de tais mecanismos: elas estão disponíveis para automontagem, e sua eficiência é igual a cem por cento, já que as perdas serão apenas em junções pn e resistências.

O mesmo número de lados negativos: baixa segurança elétrica e alto grau de pulsação. A segunda desvantagem é de cerca de 100 Hz e é formada como resultado da retificação da tensão alternada. O GOST registra a taxa de oscilação permitida de 10 a 20%, dependendo da finalidade da sala onde o dispositivo de iluminação está instalado.

A única maneira de suavizar essa desvantagem é selecionar um capacitor com a classificação correta. No entanto, não se deve contar com a completa eliminação do problema - tal solução só pode suavizar a intensidade das explosões.

Transmissores de Corrente Dimmable

Controladores de dimmers para lâmpadas LED dimerizáveis permite que você altere os indicadores de corrente de entrada e saída, reduzindo ou aumentando o brilho da luz emitida pelos diodos.

Existem dois métodos de conexão:

  • o primeiro envolve um bom começo;
  • o segundo é pulsado.

Considere o princípio de operação de drivers reguláveis ​​com base no chip CPC9909 usado como um dispositivo regulador para circuitos de LED, incluindo aqueles com alto brilho.

Esquemático cpc9909

O esquema da inclusão padrão CPC9909 com uma potência de 220 V. De acordo com as instruções esquemáticas, é possível controlar um ou vários consumidores poderosos.

Com um arranque suave, o microcircuito com um driver garante a inclusão gradual de diodos com brilho crescente. Para este processo, dois resistores são usados, conectados ao terminal LD, projetados para executar a tarefa de escurecimento suave. É assim que uma tarefa importante é realizada - a extensão da vida dos elementos de LED.

A mesma saída fornece regulação analógica - um resistor de 2,2 kΩ é alterado para um analógico alternativo mais potente - 5,1 kΩ. Assim, uma mudança gradual no potencial de produção é alcançada.

O uso do segundo método implica a aplicação de pulsos retangulares na saída de baixa freqüência do PWMD. Neste caso, é utilizado um microcontrolador ou um gerador de impulsos, que são necessariamente separados por um optoacoplador.

Com ou sem casco?

Drivers são emitidos no caso ou sem. A primeira opção é a mais comum e mais cara. Esses dispositivos são protegidos contra umidade e partículas de poeira.

As adaptações do segundo tipo aplicam-se executando a instalação escondida e, respectivamente, diferenciam-se no cheapness.

Driver no caso e sem ele

A fonte de alimentação de todos os dispositivos apresentados pode ser de 12 V ou 220 V. Apesar do fato de modelos não embalados ganharem de preço, eles estão significativamente atrasados ​​em termos de segurança e confiabilidade do mecanismo

Cada um deles difere a temperatura permissível durante a operação - também é necessário prestar atenção à seleção.

Esquema de driver clássico

Para auto-montagem da fonte de alimentação LED, vamos lidar com o dispositivo mais simples do tipo de pulso, que não tem isolamento galvânico. A principal vantagem deste tipo de circuito é a conexão simples e a operação confiável.

Circuito conversor de 220 V

O circuito do conversor de 220 V é apresentado como uma fonte de alimentação de comutação. Ao montar, é necessário seguir todas as regras de segurança elétrica, uma vez que não há limites para a recuperação atual.

O esquema de tal mecanismo é composto de três áreas principais em cascata:

  1. Separador de tensão na capacitância.
  2. Retificador.
  3. Estabilizadores de tensão.

A primeira seção - a oposição exercida pela corrente alternada no capacitor C1 com um resistor. Este último é necessário apenas para a auto-carga do elemento inerte. Não afeta o funcionamento do circuito.

Motorista mais simples

O valor nominal do resistor pode estar na faixa de 100 kΩ-1 MΩ, com uma potência de 0,5-1 W. O capacitor deve ser eletrolítico e seu valor de pico de tensão efetivo é de 400 a 500 V

Quando a tensão de meia onda resultante passa pelo capacitor, a corrente flui até que as placas estejam totalmente carregadas. Quanto menor a capacidade do mecanismo, menos tempo será gasto em sua carga total.

Por exemplo, um dispositivo com um volume de cargas de microfarad de 0,3-0,4 durante um período de meia onda de 1/10, i.e. apenas um décimo da tensão de passagem passará por esta seção.

Ponte de diodos

O processo de alisamento nessa área é realizado de acordo com o esquema de Gretz. A ponte de diodos é selecionada, a partir da corrente nominal e tensão reversa. O último valor não deve ser inferior a 600 V

O segundo estágio é um dispositivo elétrico que converte (retificando) a corrente alternada em uma pulsante. Esse processo é chamado de onda completa. Como uma parte da meia onda foi suavizada por um capacitor, na saída desta seção, a corrente contínua será igual a 20-25 V.

Estabilizador LED

Como a fonte de alimentação dos LEDs não deve exceder 12 V, para o circuito é necessário usar um elemento estabilizador. Para isso, um filtro capacitivo é introduzido. Por exemplo, você pode usar o modelo L7812

O terceiro estágio é baseado em um filtro estabilizador de suavização - um capacitor eletrolítico. A escolha de seus parâmetros capacitivos depende da força de carga.

Como o circuito montado reproduz seu trabalho de uma só vez, é impossível tocar nos fios desencapados, já que o fluxo de corrente atinge dezenas de amperes - as linhas são pré-isoladas.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Todas as dificuldades que um radioamadorismo pode encontrar, pegando um conversor para lâmpadas LED de alta potência, são descritas em detalhes no vídeo:

Principais características de auto-conexão do dispositivo conversor no circuito elétrico:

Briefing passo-a-passo descrevendo o processo de montagem manual de um driver de LED com ferramentas improvisadas:

Apesar das dezenas de milhares de horas de operação ininterrupta de lâmpadas LED declaradas pelo fabricante, há muitos fatores que reduzem significativamente esses números.

Os drivers são projetados para suavizar todos os saltos atuais no sistema elétrico. Sua escolha ou auto-montagem deve ser abordada de forma responsável após o erro de cálculo de todos os parâmetros necessários.

Diga-nos como pegar o driver para a lâmpada LED. Compartilhe seus argumentos e maneiras de estabilizar a fonte de tensão para um dispositivo de iluminação de diodo. Deixe comentários no bloco abaixo, faça perguntas, poste fotos sobre o assunto do artigo.

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