Drivere til lysdioder: typer, karakteristika og udvælgelseskriterier for enheder

Garantien for lysstyrke, effektivitet og holdbarhed for LED-kilder er den korrekte strømforsyning, som kan leveres af specielle elektroniske enheder - drivere til LED'er. De konverterer AC-spændingen i 220V-netværket til en DC-spænding med en given værdi. For at forstå, hvilken funktion omformerne udfører, og hvad de skal se efter, når de vælger dem, vil analysen af ​​enhedernes hovedtyper og egenskaber hjælpe.

Formål med LED-drivere til LED'er

LED-driverens hovedfunktion er at give en stabiliseret strøm gennem LED-enheden. Værdien af ​​strømmen, der strømmer gennem halvlederkrystallen, skal svare til LED-pasens parametre. Dette vil sikre stabiliteten af ​​krystal luminescens og hjælpe med at undgå dets for tidlige nedbrydning. Derudover svarer spændingsfaldet ved en given strøm til den krævede værdi til p-n-krydset. Du kan finde ud af den tilsvarende forsyningsspænding på LED'en ved hjælp af strømspændingskarakteristikken.

Ved belysning af beboelses- og kontorlokaler med LED-lamper og armaturer bruges drivere, der får strøm fra et 220V AC-netværk. Bilbelysning (forlygter, kørelys osv.), Cykelforlygter, bærbare lamper bruger jævnstrømskilder i området fra 9 til 36V. Nogle laveffekts-LED'er kan tilsluttes uden driver, men derefter skal der inkluderes en modstand i LED-koblingskredsløbet i 220 volt-netværket.

Driverens spænding ved udgangen er angivet i intervallet af to slutværdier, mellem hvilke stabil drift er sikret. Der er adaptere med et interval fra 3V til flere dusin. For at drive et kredsløb med 3 serieforbundne hvide lysdioder, der hver har en effekt på 1 W, skal du bruge en driver med outputværdier U - 9-12 V, I - 350 mA. Spændingsfaldet for hver krystal vil være ca. 3,3V, i alt 9,9V, hvilket vil være inden for førerens rækkevidde.

Hovedegenskaber ved omformere

Før du køber en driver til lysdioder, skal du gøre dig bekendt med enhedernes grundlæggende egenskaber.Disse inkluderer udgangsspænding, nominel strøm og effekt. Konverterens udgangsspænding afhænger af spændingsfaldet over LED-kilden såvel som af forbindelsesmetoden og antallet af lysdioder i kredsløbet. Strømmen afhænger af kraften og lysstyrken på de udsendende dioder. Føreren skal give lysdioderne den strøm, de har brug for, for at opretholde den krævede lysstyrke.

En af driverens vigtige egenskaber er den strøm, enheden leverer som en belastning. Valget af drivereffekt påvirkes af effekten af ​​hver LED-enhed, det samlede antal og farven på LED'erne. Algoritmen til beregning af effekten er, at enhedens maksimale effekt ikke skal være lavere end forbruget af alle lysdioder:

P = P (led) × n,

hvor P (led) er effekten af ​​en enkelt LED-kilde, og n er antallet af LED'er.

Derudover skal en forudsætning være opfyldt, hvorunder en effektreserve på 25-30% vil blive sikret. Den maksimale effektværdi må således ikke være mindre end værdien (1,3 x P).

Lysdiodernes farveegenskaber skal også tages i betragtning. Når alt kommer til alt, har halvlederkrystaller i forskellige farver forskellige mængder spændingsfald, når en strøm med samme styrke passerer gennem dem. Så spændingsfaldet på en rød LED ved en strøm på 350 mA er 1,9-2,4 V, så vil den gennemsnitlige værdi af dens effekt være 0,75 W. For den grønne analog ligger spændingsfaldet i området fra 3,3 til 3,9 V, og ved samme strøm vil effekten allerede være 1,25 W. Dette betyder, at der kan tilsluttes 16 røde LED-kilder eller 9 grønne til driveren til 12V LED'er.

Nyttige råd! Når du vælger en driver til LED'er, anbefaler eksperter ikke at forsømme enhedens maksimale effektværdi.

Hvad er driverne til lysdioder efter enhedstype

Drivere til LED'er klassificeres efter enhedstype i lineær og pulserende. Strukturen og det typiske kredsløb for en LED-driver af lineær type er en p-kanal transistorstrømgenerator. Sådanne enheder tilvejebringer glat strømstabilisering under betingelse af ustabil spænding på inputkanalen. De er enkle og billige enheder, men de har lav effektivitet, genererer meget varme under drift og kan ikke bruges som drivere til kraftige LED'er.

Impulsenheder opretter en række højfrekvente impulser i outputkanalen. Deres arbejde er baseret på princippet om PWM (pulsbreddemodulation), når den gennemsnitlige værdi af udgangsstrømmen bestemmes af driftscyklussen, dvs. forholdet mellem pulsvarigheden og antallet af dens gentagelser. Ændringen i værdien af ​​den gennemsnitlige udgangsstrøm opstår på grund af det faktum, at pulsfrekvensen forbliver uændret, og driftscyklussen varierer fra 10-80%.

På grund af deres høje konverteringseffektivitet (op til 95%) og enhedernes kompakthed bruges de i vid udstrækning til bærbare LED-strukturer. Derudover har enhedernes effektivitet en positiv effekt på varigheden af ​​autonome kraftenheders funktion. Puls-type konvertere er kompakte i størrelse og har et omfattende indgangsspændingsområde. Ulempen ved disse enheder er det høje niveau af elektromagnetisk interferens.

Nyttige råd! LED-driveren skal købes på tidspunktet for valg af LED-kilder, der tidligere har besluttet LED-kredsløbet fra 220 volt.

Før du vælger en driver til LED'er, skal du kende betingelserne for dens funktion og placeringen af ​​LED-enheder. Pulsbreddere, der er baseret på et enkelt mikrokredsløb, har miniaturedimensioner og er designet til at blive drevet fra autonome lavspændingskilder.De vigtigste anvendelser af disse enheder er bilindstilling og LED-belysning. På grund af brugen af ​​et forenklet elektronisk kredsløb er kvaliteten af ​​sådanne konvertere dog noget lavere.

Kan dæmpes LED-drivere

Moderne LED-drivere er kompatible med dæmpningsenheder til halvledere. Brugen af ​​dæmpbare drivere giver dig mulighed for at kontrollere belysningsniveauet i rum: at reducere intensiteten af ​​glød om dagen, at fremhæve eller skjule individuelle elementer i det indre for at zonere rummet. Dette gør det igen ikke kun muligt at rationelt bruge elektricitet, men også at gemme LED-lyskildens ressource.

Dimbare drivere er af to typer. Nogle er forbundet mellem strømforsyningen og LED-kilder. Disse enheder styrer energien fra strømforsyningen til lysdioderne. Sådanne enheder er baseret på PWM-styring, hvor energi tilføres belastningen i form af impulser. Pulsvarigheden bestemmer mængden af ​​energi fra minimum til maksimum værdi. Drivere af denne type bruges hovedsageligt til LED-moduler med fast spænding, såsom LED-strimler, krybende linjer osv.

Dimbare konvertere af anden type styrer direkte strømforsyningen. Princippet for deres drift er både i PWM-regulering og i at kontrollere mængden af ​​strøm, der strømmer gennem lysdioderne. Dæmpbare drivere af denne type bruges til konstant strøm LED-armaturer. Det skal bemærkes, at når der styres lysdioder ved hjælp af PWM-kontrol, observeres effekter, der påvirker synet negativt.

Sammenligning af disse to kontrolmetoder er det værd at bemærke, at når man regulerer strømmen gennem LED-kilder, observeres ikke kun en ændring i lysets lysstyrke, men også en ændring i lysets farve. Så hvide lysdioder udsender et gulligt lys ved en lavere strøm, og når de forstørres, lyser de blå. Når lysdioder styres af PWM-kontrol, observeres negative effekter på synet og et højt niveau af elektromagnetisk interferens. I denne henseende bruges PWM-kontrol sjældent i modsætning til den nuværende kontrol.

Driverkredsløb til lysdioder

Mange producenter producerer driver-mikrokredsløb til LED'er, der tillader strømforsyning fra underspænding. Alle eksisterende drivere er opdelt i enkle, der er lavet på basis af 1-3 transistorer og mere komplekse ved hjælp af specielle mikrokredsløb med pulsbreddemodulation.

ON Semiconductor tilbyder en bred vifte af IC'er som driverbase. De er kendetegnet ved rimelige omkostninger, fremragende konverteringseffektivitet, økonomi og lavt niveau af elektromagnetiske impulser. Producenten præsenterede en impulsdriver UC3845 med en udgangsstrøm på op til 1A. På et sådant mikrokredsløb kan du implementere et driverkredsløb til en 10W LED.

HV9910 (Supertex) elektroniske komponenter er populære driver-IC'er på grund af deres enkle kredsløbsopløsning og lave pris. Den har en indbygget spændingsregulator og ledninger til dæmpningskontrol samt en udgang til programmering af skiftefrekvensen. Udgangsstrømværdien er op til 0,01 A. Det er muligt at implementere en simpel driver til lysdioder på dette mikrokredsløb.

Baseret på UCC28810-mikrokredsløbet (fremstillet af Texas Instruments) kan du oprette et driverkredsløb til højeffektive lysdioder. I et sådant LED-driverkredsløb kan der oprettes en udgangsspænding på 70-85V til LED-moduler bestående af 28 LED-kilder med en strøm på 3 A.

Nyttige råd! Hvis du planlægger at købe 10 W superlyse lysdioder, kan du bruge en pulsdriver på UCC28810-chippen til design fra dem.

Clare tilbyder en simpel puls-type driver baseret på CPC 9909-chippen.Den inkluderer en konvertercontroller, der er anbragt i en kompakt pakke. På grund af den indbyggede spændingsstabilisator kan konverteren få strøm fra 8-550V. CPC 9909 mikrokredsløb gør det muligt for føreren at operere under en lang række temperaturforhold fra -50 til 80 ° C.

Sådan vælges en driver til lysdioder

Der er en bred vifte af LED-drivere på markedet fra forskellige producenter. Mange af dem, især dem, der er fremstillet i Kina, har en lav pris. At købe sådanne enheder er imidlertid ikke altid rentabelt, da de fleste af dem ikke opfylder de deklarerede egenskaber. Derudover ledsages sådanne chauffører ikke af en garanti, og hvis der konstateres en defekt, kan de ikke returneres eller erstattes med dem af høj kvalitet.

Så der er mulighed for at købe en driver, hvis erklærede effekt er 50 W. Men det viser sig faktisk, at denne egenskab har en variabel karakter, og denne styrke er kun kortvarig. I virkeligheden fungerer en sådan enhed som en 30W LED-driver eller maksimalt 40W. Det kan også vise sig, at påfyldningen mangler nogle af de komponenter, der er ansvarlige for driverens stabile drift. Derudover kan komponenter af lav kvalitet og med en kort levetid anvendes, hvilket i det væsentlige er en defekt.

Når du køber, skal du være opmærksom på angivelsen af ​​produktets mærke. Et kvalitetsprodukt vil helt sikkert angive producenten, der giver garanti og er klar til at være ansvarlig for sine produkter. Det skal bemærkes, at levetiden for chauffører fra pålidelige producenter vil være meget længere. Nedenfor er drivernes omtrentlige driftstid afhængigt af producenten:

• chauffør fra tvivlsomme producenter - ikke mere end 20 tusind timer;
• enheder af medium kvalitet - ca. 50 tusind timer;
• en konverter fra en betroet producent, der bruger kvalitetskomponenter - over 70 tusind timer.

Nyttige råd! Kvaliteten af ​​LED-driveren er op til dig. Det skal dog bemærkes, at det er især vigtigt at købe en proprietær konverter, når det kommer til at bruge den til LED-projektører og kraftige lamper.

Beregning af drivere til lysdioder

For at bestemme spændingen ved udgangen af ​​en LED-driver skal forholdet mellem effekt (W) og strøm (A) beregnes. For eksempel har føreren følgende egenskaber: effekt 3 W og strøm 0,3 A. Det beregnede forhold er 10V. Dette vil således være den maksimale værdi af udgangsspændingen på denne konverter.

Relateret artikel:

Hvis du har brug for at tilslutte 3 LED-kilder, hvor hver af disse er 0,3 mA ved en forsyningsspænding på 3V. Ved at forbinde en af ​​enhederne til LED-driveren, vil udgangsspændingen være 3V og en strøm på 0,3 A. Efter at have samlet to LED-kilder i serie, vil udgangsspændingen være 6V og en strøm på 0,3 A.Ved at tilføje en tredje LED til seriekæden får vi 9V og 0,3 A. Når der er tilsluttet parallelt, fordeles 0,3 A ligeligt mellem lysdioderne ved 0,1 A. Ved at forbinde lysdioderne til en 0,3 A enhed med en strømværdi på 0,7 får de kun 0,3 A.

Dette er algoritmen til funktion af LED-drivere. De leverer den strøm, som de er designet til. Måden at forbinde LED-enheder i dette tilfælde betyder ikke noget.Der er drivermodeller, der antager et hvilket som helst antal lysdioder, der er tilsluttet dem. Men så er der en begrænsning på kraften fra LED-kilder: den bør ikke overstige selve driverens effekt. Drivere er tilgængelige for et bestemt antal tilsluttede lysdioder. Færre lysdioder har lov til at oprette forbindelse til dem. Men sådanne drivere har lav effektivitet i modsætning til enheder designet til et bestemt antal LED-enheder.

Det skal bemærkes, at drivere designet til et fast antal udsendende dioder er forsynet med beskyttelse mod nødsituationer. Sådanne konvertere fungerer ikke korrekt, hvis der er tilsluttet færre lysdioder: de blinker eller lyser slet ikke. Således, hvis du tilslutter en spænding til driveren uden en tilsvarende belastning, vil den være ustabil.

Hvor kan man købe LED-drivere

Du kan købe en LED-driver på specialiserede steder, der sælger radiokomponenter. Derudover er det meget mere bekvemt at gøre sig bekendt med produkterne og bestille det nødvendige produkt ved hjælp af katalogerne på de relevante websteder. Derudover kan onlinebutikker ikke kun købe omformere, men også LED-belysningsenheder og relaterede produkter: Strømforsyninger, styreenheder, forbindelsesværktøjer, elektroniske komponenter til reparation og samling af en driver til LED'er med egne hænder.

Sælgende virksomheder præsenterede et stort udvalg af LED-drivere, hvis tekniske egenskaber og priser kan ses i prislisterne. Som regel er priser på produkter vejledende og specificeres ved bestilling fra en projektleder. Serien inkluderer omformere med forskellige styrker og beskyttelsesgrader, der bruges til udendørs og indendørs belysning samt til belysning og tuning af biler.

Når du vælger en driver, skal du tage højde for betingelserne for dens anvendelse og LED-strukturens strømforbrug. Derfor er det nødvendigt at købe en driver, før du køber lysdioder. Så før du køber en driver til 12 volt LED'er, skal du tage i betragtning, at den skal have en effektreserve på ca. 25-30%. Dette er nødvendigt for at reducere risikoen for beskadigelse eller fuldstændig svigt i enheden i tilfælde af kortslutning eller spændingsfald i netværket. Omkostningerne ved konverteren afhænger af antallet af købte enheder, betalingsform og leveringstid.

Tabellen viser de vigtigste parametre og dimensioner for 12 volt spændingsstabilisatorer til LED'er med en angivelse af deres omtrentlige pris:

LD DC / AC 12 V modifikation	Mål, mm (h / b / d)	Udgangsstrøm, A	Strøm, W	pris, gnid.
1x1W 3-4VDC 0,3A MR11	8/25/12	0,3	1x1	73
3x1W 9-12VDC 0,3A MR11	8/25/12	0,3	3x1	114
3x1W 9-12VDC 0,3A MR16	12/28/18	0,3	3x1	35
5-7x1W 15-24VDC 0,3A	12/14/14	0,3	5-7x1	80
10W 21-40V 0,3A AR111	21/30	0,3	10	338
12W 21-40V 0,3A AR11	18/30/22	0,3	12	321
3x2W 9-12VDC 0.4A MR16	12/28/18	0,4	3x2	18
3x2W 9-12VDC 0,45A	12/14/14	0,45	3x2	54

 

At lave drivere til LED'er med egne hænder

Ved hjælp af færdige mikrokredsløb kan radioamatører uafhængigt samle drivere til lysdioder med forskellige kræfter. For at gøre dette skal du være i stand til at læse elektriske diagrammer og have færdigheder i at arbejde med et loddejern. For eksempel kan du overveje flere muligheder for DIY LED-drivere til LED'er.

Driverkredsen til 3W LED kan implementeres baseret på den kinesiske PowTech PT4115-chip. Mikrokredsløbet kan bruges til at drive LED-enheder over 1W og inkluderer styreenheder, der har en tilstrækkelig kraftig transistor ved udgangen. Den PT4115-baserede driver er meget effektiv og har et minimalt antal stroppekomponenter.

PT4115 oversigt og tekniske parametre for dets komponenter:

• funktion af lysstyringskontrol (dæmpning);
• indgangsspænding - 6-30V;
• udgangsstrømværdi - 1,2 A;
• nuværende stabiliseringsafvigelse op til 5%
• beskyttelse mod belastningsbrud
• tilstedeværelsen af ​​konklusioner til dæmpning
• effektivitet - op til 97%.

Mikrokredsløbet har følgende konklusioner:

• til udgangskontakten - SW;
• til kredsløbets signal- og forsyningssektion - GND;
• til lysstyringskontrol - DIM;
• indgangsstrømsensor - CSN;
• forsyningsspænding - VIN;

Diy LED driver kredsløb baseret på PT4115

Driverkredsløb til levering af LED-enheder med en spredningseffekt på 3 W kan laves i to versioner. Den første antager tilstedeværelsen af ​​en strømkilde med en spænding på 6 til 30V. I en anden ordning leveres strøm fra en vekselstrømskilde med en spænding på 12 til 18V. I dette tilfælde introduceres en diodebro i kredsløbet, hvis output der er installeret en kondensator. Det hjælper med at udjævne spændingsudsving, dens kapacitet er 1000 μF.

For det første og andet kredsløb er kondensatoren (CIN) af særlig betydning: denne komponent er designet til at reducere krusningen og kompensere for den energi, der er akkumuleret af induktoren, når MOP-transistoren slukkes. I mangel af en kondensator vil al induktansenergi gennem DShB (D) halvlederdioden gå til forsyningsspændingsterminalen (VIN) og forårsage en nedbrydning af mikrokredsløbet i forhold til forsyningen.

Hjælpsomme råd! Det skal tages i betragtning, at tilslutning af LED-driveren i fravær af en indgangskondensator ikke er tilladt.

I betragtning af antallet og hvor meget LED'erne bruger, beregnes induktansen (L). I LED-driverkredsen skal induktansen vælges, hvis værdi er 68-220 μH. Dette fremgår af dataene i den tekniske dokumentation. Det er muligt at indrømme en lille stigning i værdien af ​​L, men det skal tages i betragtning, at effektiviteten af ​​kredsløbet som helhed vil falde.

Så snart spændingen tilføres, vil værdien af ​​strømmen, når den passerer gennem modstanden RS (fungerer som en strømføler), og L være nul. Yderligere analyserer CS-komparatoren de potentielle niveauer før og efter modstanden - som et resultat vises en høj koncentration ved udgangen. Strømmen, der går til belastningen, stiger til en bestemt værdi styret af RS. Strømmen stiger afhængigt af induktansværdien og af spændingsværdien.

Montering af førerkomponenter

Båndkomponenterne i RT 4115 mikrokredsløb vælges under hensyntagen til producentens instruktioner. En lavimpedanskondensator (lav ESR-kondensator) skal bruges til CIN, da brugen af ​​andre analoger vil påvirke driverens effektivitet negativt. Hvis enheden får strøm fra en blok med en stabiliseret strøm, kræves der en kondensator med en kapacitet på 4,7 μF eller mere ved indgangen. Det anbefales at placere det ved siden af ​​mikrokredsløbet. Hvis strømmen skifter, skal du indføre en solid-state tantal-kondensator med en kapacitet på mindst 100 μF.

Der skal installeres en 68 μH induktor i koblingskredsløbet til 3 W LED'er. Den skal placeres så tæt på SW-terminalen som muligt. Du kan selv lave en spole. Dette vil kræve en ring fra en mislykket computer og en viklingstråd (PEL-0,35). Dioden FR 103 kan bruges som diode D. Dens parametre: kapacitans 15 pF, genopretningstid 150 ns, temperatur fra -65 til 150 ° C. Den kan håndtere strømimpulser op til 30 A.

Minimumsværdien af ​​RS-modstanden i LED-driverkredsen er 0,082 ohm, strømmen er 1,2 A. For at beregne modstanden skal du bruge den nødvendige strøm til LED'en. Nedenfor er formlen til beregning:

RS = 0,1 / I,

hvor jeg er LED-kildens nominelle strøm.

Værdien af ​​RS i LED-driverkredsen er henholdsvis 0,13 Ohm, den aktuelle værdi er 780 mA. Hvis en sådan modstand ikke kan findes, kan flere lavmodstandskomponenter anvendes ved hjælp af modstandsformlen til parallel- og serieforbindelse i beregningen.

DIY 10 Watt LED driverlayout

Du kan selv samle en driver til en kraftig LED ved hjælp af elektroniske kort fra mislykkede lysstofrør. Oftest brænder lamper ud i sådanne lamper. Det elektroniske kort forbliver i drift, hvilket gør det muligt for dets komponenter at blive brugt til hjemmelavede strømforsyninger, drivere og andre enheder. Til arbejde har du muligvis brug for transistorer, kondensatorer, dioder, induktorer (choker).

Den defekte lampe skal demonteres omhyggeligt med en skruetrækker. For at lave en driver til en 10W LED skal du bruge en 20W fluorescerende lampe. Dette er nødvendigt, så chokeren kan tåle belastningen med en margen. For en mere kraftfuld lampe skal du enten vælge det passende kort eller udskifte selve chokeren med en analog med en stor kerne. For LED-kilder med lavere effekt kan antallet af viklingsomdrejninger justeres.

Yderligere oven på de primære drejninger i viklingen er det nødvendigt at foretage 20 omdrejninger af ledning og ved hjælp af et loddejern forbinde denne vikling med en ensretterdiodebro. Derefter skal du anvende spænding fra 220V-netværket og måle udgangsspændingen på ensretteren. Dens værdi var 9,7V. LED-kilden gennem amperemeter forbruger 0,83 A. Den nominelle værdi af denne LED er dog 900 mA, så det lavere strømforbrug øger dens ressource. Samlingen af ​​diodebroen udføres ved hjælp af overflademontering.

Det nye tavle og diodebro kan placeres i et stativ fra en gammel bordlampe. LED-driveren kan således samles uafhængigt af tilgængelige radiokomponenter fra defekte enheder.

På grund af det faktum, at lysdioder er meget krævende på strømforsyninger, er det nødvendigt at vælge en driver korrekt til dem. Hvis konverteren er valgt korrekt, kan du være sikker på, at parametrene for LED-kilderne ikke forringes, og LED'erne tjener deres planlagte periode.