Pilotes pour LED: types, caractéristiques et critères de sélection des appareils

La garantie de la luminosité, de l'efficacité et de la durabilité des sources LED est une alimentation électrique correcte, qui peut être fournie par des dispositifs électroniques spéciaux - pilotes pour LED. Ils convertissent la tension alternative du réseau 220V en une tension continue d'une valeur donnée. Pour comprendre la fonction des convertisseurs et ce qu'il faut rechercher lors de leur choix, une analyse des principaux types et caractéristiques des appareils vous aidera.

Objectif des pilotes de LED pour LED

La fonction principale du driver LED est de fournir un courant stabilisé à travers le dispositif LED. La valeur du courant traversant le cristal semi-conducteur doit correspondre aux paramètres de passeport de la LED. Cela garantira la stabilité de la luminescence cristalline et aidera à éviter sa dégradation prématurée. De plus, à un courant donné, la chute de tension correspondra à la valeur requise pour la jonction p-n. Vous pouvez connaître la tension d'alimentation correspondante de la LED à l'aide de la caractéristique courant-tension.

Lors de l'éclairage de locaux d'habitation et de bureaux avec des lampes et des luminaires LED, des pilotes sont utilisés, qui sont alimentés par un réseau 220V AC. L'éclairage automobile (phares, feux de jour, etc.), les phares de vélo, les lampes portables utilisent des alimentations CC comprises entre 9 et 36V. Certaines LED de faible puissance peuvent être connectées sans pilote, mais une résistance doit alors être incluse dans le circuit de commutation de LED du réseau 220 volts.

La tension du pilote en sortie est indiquée dans l'intervalle de deux valeurs finales, entre lesquelles un fonctionnement stable est assuré. Il existe des adaptateurs avec un intervalle de 3V à plusieurs dizaines. Pour alimenter un circuit de 3 LED blanches connectées en série, dont chacune a une puissance de 1 W, vous aurez besoin d'un pilote avec des valeurs de sortie U - 9-12 V, I - 350 mA. La chute de tension pour chaque cristal sera d'environ 3,3 V, pour un total de 9,9 V, ce qui sera dans la plage du conducteur.

Principales caractéristiques des convertisseurs

Avant d'acheter un pilote pour LED, vous devez vous familiariser avec les caractéristiques de base des appareils.Ceux-ci incluent la tension de sortie, le courant nominal et la puissance. La tension de sortie du convertisseur dépend de la chute de tension aux bornes de la source LED, ainsi que de la méthode de connexion et du nombre de LED dans le circuit. Le courant dépend de la puissance et de la luminosité des diodes émettrices. Le pilote doit fournir aux LED le courant dont elles ont besoin pour maintenir la luminosité requise.

L'une des caractéristiques importantes du pilote est la puissance fournie par l'appareil en tant que charge. Le choix de la puissance du pilote est influencé par la puissance de chaque périphérique LED, le nombre total et la couleur des LED. L'algorithme de calcul de la puissance est que la puissance maximale de l'appareil ne doit pas être inférieure à la consommation de toutes les LED:

P = P (led) × n,

où P (led) est la puissance d'une seule source de LED, et n est le nombre de LED.

En outre, une condition préalable doit être remplie, en vertu de laquelle une réserve de marche de 25 à 30% serait assurée. Ainsi, la valeur de puissance maximale ne doit pas être inférieure à la valeur (1,3 x P).

Les caractéristiques de couleur des LED doivent également être prises en compte. Après tout, les cristaux semi-conducteurs de différentes couleurs ont des chutes de tension différentes lorsqu'un courant de même intensité les traverse. Ainsi, la chute de tension d'une LED rouge à un courant de 350 mA est de 1,9 à 2,4 V, alors la valeur moyenne de sa puissance sera de 0,75 W. Pour l'analogique vert, la chute de tension est comprise entre 3,3 et 3,9 V et au même courant, la puissance sera déjà de 1,25 W. Cela signifie que 16 sources LED rouges ou 9 sources vertes peuvent être connectées au driver pour LED 12V.

Conseil utile! Lors du choix d'un pilote pour LED, les experts conseillent de ne pas négliger la valeur de puissance maximale de l'appareil.

Quels sont les pilotes des LED par type de périphérique

Les pilotes pour LED sont classés par type d'appareil en linéaire et à impulsion. La structure et le circuit typique d'un pilote de LED de type linéaire est un générateur de courant à transistor à canal p. De tels dispositifs fournissent une stabilisation régulière du courant dans des conditions de tension instable sur le canal d'entrée. Ce sont des appareils simples et bon marché, mais ils ont un faible rendement, génèrent beaucoup de chaleur pendant le fonctionnement et ne peuvent pas être utilisés comme pilotes pour les LED haute puissance.

Les dispositifs à impulsions créent une série d'impulsions à haute fréquence dans le canal de sortie. Leur travail est basé sur le principe de PWM (modulation de largeur d'impulsion), lorsque la valeur moyenne du courant de sortie est déterminée par le rapport cyclique, c'est-à-dire le rapport de la durée de l'impulsion au nombre de ses répétitions. Le changement de la valeur du courant de sortie moyen se produit en raison du fait que la fréquence d'impulsion reste inchangée et que le cycle de service varie de 10 à 80%.

En raison de leur rendement de conversion élevé (jusqu'à 95%) et de la compacité des appareils, ils sont largement utilisés pour les structures LED portables. De plus, l'efficacité des appareils a un effet positif sur la durée de fonctionnement des appareils d'alimentation autonomes. Les convertisseurs à impulsions sont de taille compacte et disposent d'une vaste plage de tension d'entrée. L'inconvénient de ces dispositifs est le niveau élevé d'interférences électromagnétiques.

Conseil utile! Le pilote de LED doit être acheté au stade du choix des sources LED, après avoir préalablement décidé du circuit LED à partir de 220 volts.

Avant de choisir un pilote pour LED, vous devez connaître les conditions de son fonctionnement et l'emplacement des périphériques LED. Les pilotes à largeur d'impulsion, basés sur un seul microcircuit, ont des dimensions miniatures et sont conçus pour être alimentés par des sources basse tension autonomes.Les principales applications de ces appareils sont le réglage de la voiture et l'éclairage LED. Cependant, en raison de l'utilisation d'un circuit électronique simplifié, la qualité de ces convertisseurs est quelque peu inférieure.

Pilotes LED à intensité variable

Les pilotes de LED modernes sont compatibles avec les dispositifs de gradation à semi-conducteurs. L'utilisation de haut-parleurs dimmables vous permet de contrôler le niveau d'éclairage dans les locaux: réduire l'intensité de la lueur pendant la journée, souligner ou masquer des éléments individuels à l'intérieur, zoner l'espace. Ceci, à son tour, permet non seulement d'utiliser rationnellement l'électricité, mais également d'économiser la ressource de la source de lumière LED.

Les pilotes dimmables sont de deux types. Certains sont connectés entre l'alimentation et les sources LED. Ces appareils contrôlent l'énergie de l'alimentation aux LED. De tels dispositifs sont basés sur un contrôle PWM, dans lequel l'énergie est fournie à la charge sous forme d'impulsions. La durée de l'impulsion détermine la quantité d'énergie de la valeur minimale à la valeur maximale. Les drivers de ce type sont principalement utilisés pour les modules LED à tension fixe, tels que les bandes LED, les lignes rampantes, etc.

Les convertisseurs gradables du second type contrôlent directement l'alimentation. Leur principe de fonctionnement réside à la fois dans la régulation PWM et dans le contrôle de la quantité de courant traversant les LED. Les pilotes dimmables de ce type sont utilisés pour les luminaires LED à courant constant. Il convient de noter que lors du contrôle des LED au moyen du contrôle PWM, des effets affectant négativement la vision sont observés.

En comparant ces deux méthodes de contrôle, il convient de noter que lors du réglage de la quantité de courant à travers les sources LED, on observe non seulement un changement de la luminosité de la lueur, mais également un changement de la couleur de la lueur. Ainsi, les LED blanches émettent une lumière jaunâtre à un courant plus faible, et lorsqu'elles sont agrandies, elles brillent en bleu. Lorsque les LED sont contrôlées par le contrôle PWM, des effets négatifs sur la vision et un niveau élevé d'interférences électromagnétiques sont observés. À cet égard, la commande PWM est rarement utilisée contrairement à la commande de courant.

Circuits pilotes pour LED

De nombreux fabricants produisent des microcircuits de pilote pour les LED qui permettent des alimentations en sous-tension. Tous les pilotes existants sont divisés en pilotes simples fabriqués sur la base de 1 à 3 transistors et en plus complexes utilisant des microcircuits spéciaux avec modulation de largeur d'impulsion.

ON Semiconductor propose une grande variété de circuits intégrés comme base de pilote. Ils se distinguent par un coût raisonnable, une excellente efficacité de conversion, une économie et un faible niveau d'impulsions électromagnétiques. Le fabricant a présenté un pilote d'impulsions de type UC3845 avec un courant de sortie jusqu'à 1A. Sur un tel microcircuit, vous pouvez implémenter un circuit de pilotage pour une LED 10W.

Les composants électroniques HV9910 (Supertex) sont des circuits intégrés de pilotes populaires en raison de leur résolution de circuit simple et de leur faible prix. Il dispose d'un régulateur de tension intégré et de câbles pour le contrôle de la variation, ainsi que d'une sortie pour la programmation de la fréquence de découpage. La valeur du courant de sortie est jusqu'à 0,01A. Il est possible d'implémenter un driver simple pour les LED sur ce microcircuit.

Basé sur le microcircuit UCC28810 (fabriqué par Texas Instruments), vous pouvez créer un circuit de pilotage pour les LED haute puissance. Dans un tel circuit d'attaque de LED, une tension de sortie de 70-85 V peut être créée pour les modules LED composés de 28 sources LED avec un courant de 3 A.

Conseil utile! Si vous envisagez d'acheter des LED ultra-lumineuses de 10 W, vous pouvez utiliser un pilote d'impulsion sur la puce UCC28810 pour leurs conceptions.

Clare propose un pilote de type impulsion simple basé sur le microcircuit CPC 9909. Il comprend un contrôleur de convertisseur logé dans un boîtier compact. Grâce au stabilisateur de tension intégré, le convertisseur peut être alimenté à partir d'une tension de 8-550V. Le microcircuit CPC 9909 permet au conducteur de fonctionner dans une large gamme de conditions de température de -50 à 80 ° C.

Comment choisir un pilote pour les LED

Il existe sur le marché une large gamme de pilotes LED de différents fabricants. Beaucoup d'entre eux, en particulier ceux fabriqués en Chine, ont un prix bas. Cependant, l'achat de tels appareils n'est pas toujours rentable, car la plupart d'entre eux ne répondent pas aux caractéristiques déclarées. De plus, ces pilotes ne sont pas accompagnés d'une garantie, et si un défaut est constaté, ils ne peuvent pas être retournés ou remplacés par des pilotes de haute qualité.

Il y a donc une possibilité d'acheter un driver dont la puissance déclarée est de 50 W. Cependant, en fait, il s'avère que cette caractéristique a un caractère variable et que cette puissance n'est que de courte durée. En réalité, un tel appareil fonctionnera comme un driver LED 30W ou un maximum de 40W. Il se peut également que le remplissage ne comporte pas certains des composants responsables du fonctionnement stable du conducteur. De plus, des composants de mauvaise qualité et de courte durée de vie peuvent être utilisés, ce qui est essentiellement un défaut.

Lors de l'achat, vous devez faire attention à l'indication de la marque du produit. Un produit de qualité indiquera certainement le fabricant qui fournira une garantie et sera prêt à répondre de ses produits. Il est à noter que la durée de vie des pilotes de fabricants de confiance sera beaucoup plus longue. Voici le temps d'exécution approximatif des pilotes, selon le fabricant:

• conducteur de fabricants douteux - pas plus de 20 mille heures;
• appareils de qualité moyenne - environ 50 mille heures;
• un convertisseur d'un fabricant de confiance utilisant des composants de qualité - plus de 70 000 heures.

Conseil utile! La qualité du pilote LED dépend de vous. Cependant, il convient de noter qu'il est particulièrement important d'acheter un convertisseur propriétaire lorsqu'il s'agit de l'utiliser pour des projecteurs à LED et des lampes haute puissance.

Calcul des pilotes pour les LED

Pour déterminer la tension à la sortie d'un driver de LED, le rapport puissance (W) / courant (A) doit être calculé. Par exemple, le pilote présente les caractéristiques suivantes: puissance 3 W et courant 0,3 A. Le rapport calculé est de 10V. Ainsi, ce sera la valeur maximale de la tension de sortie de ce convertisseur.

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Si vous devez connecter 3 sources LED, dont le courant est de 0,3 mA pour une tension d'alimentation de 3 V. En connectant l'un des appareils au pilote de LED, la tension de sortie sera de 3 V et un courant de 0,3 A. Après avoir collecté deux sources de LED en série, la tension de sortie sera de 6 V et un courant de 0,3 A. En ajoutant une troisième LED à la chaîne série, nous obtenons 9 V et 0,3 A. Lorsqu'il est connecté en parallèle, 0,3 A sera également réparti entre les LED à 0,1 A. En connectant les LED à un appareil de 0,3 A avec une valeur de courant de 0,7, elles n'obtiendront que 0,3 A.

C'est l'algorithme pour le fonctionnement des drivers de LED. Ils fournissent la quantité de courant pour laquelle ils sont conçus. La manière de connecter les appareils LED dans ce cas n'a pas d'importance.Il existe des modèles de pilotes qui supposent un nombre illimité de voyants connectés. Mais alors il y a une limitation sur la puissance des sources LED: elle ne doit pas dépasser la puissance du driver lui-même. Des pilotes sont disponibles pour un nombre spécifique de voyants connectés. Moins de voyants sont autorisés à s'y connecter. Mais ces pilotes ont une faible efficacité, contrairement aux périphériques conçus pour un nombre spécifique de périphériques LED.

Il est à noter que les drivers conçus pour un nombre fixe de diodes émettrices sont protégés contre les situations d'urgence. De tels convertisseurs ne fonctionnent pas correctement si moins de LED y sont connectées: ils clignotent ou ne s'allument pas du tout. Ainsi, si vous connectez une tension au driver sans charge correspondante, celle-ci sera instable.

Où acheter des pilotes LED

Vous pouvez acheter un driver LED dans des points spécialisés vendant des composants radio. De plus, il est beaucoup plus pratique de se familiariser avec les produits et de commander le produit nécessaire en utilisant les catalogues des sites concernés. En outre, dans les magasins en ligne, vous pouvez acheter non seulement des convertisseurs, mais également des appareils d'éclairage LED et des produits connexes: Alimentations, dispositifs de commande, outils de connexion, composants électroniques pour réparer et assembler un pilote pour LED de leurs propres mains.

Les sociétés de vente ont présenté un vaste assortiment de pilotes de LED, dont les caractéristiques techniques et les prix peuvent être vus dans les listes de prix. En règle générale, les prix des produits sont indicatifs et sont précisés lors de la commande auprès d'un chef de projet. La gamme comprend des convertisseurs de différentes puissances et degrés de protection, utilisés pour l'éclairage extérieur et intérieur, ainsi que pour l'éclairage et le réglage des voitures.

Lors du choix d'un pilote, vous devez prendre en compte les conditions de son utilisation et la consommation électrique de la structure LED. Par conséquent, il est nécessaire d'acheter un pilote avant d'acheter des LED. Donc, avant d'acheter un pilote pour LED 12 volts, vous devez tenir compte du fait qu'il doit avoir une réserve de marche d'environ 25-30%. Ceci est nécessaire afin de réduire le risque d'endommagement ou de panne complète de l'appareil en cas de court-circuit ou de chute de tension dans le réseau. Le coût du convertisseur dépend du nombre d'appareils achetés, du mode de paiement et du délai de livraison.

Le tableau présente les principaux paramètres et dimensions des stabilisateurs de tension 12 volts pour LED avec une indication de leur prix approximatif:

Modification LD DC / AC 12 V	Dimensions, mm (h / l / p)	Courant de sortie, A	Puissance, W	prix, frottez.
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
10 W 21-40 V 0,3 A 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

 

Créer des pilotes pour LED de vos propres mains

À l'aide de microcircuits prêts à l'emploi, les radioamateurs peuvent assembler indépendamment des pilotes pour des LED de différentes puissances. Pour ce faire, vous devez être capable de lire les schémas électriques et avoir des compétences pour travailler avec un fer à souder. Par exemple, vous pouvez envisager plusieurs options pour les pilotes de LED DIY pour LED.

Le circuit de pilotage pour la LED 3W peut être implémenté sur la base de la puce chinoise PowTech PT4115. Le microcircuit peut être utilisé pour alimenter des dispositifs LED sur 1W et comprend des unités de contrôle qui ont un transistor suffisamment puissant en sortie. Le pilote basé sur PT4115 est très efficace et possède un nombre minimal de composants de cerclage.

Présentation du PT4115 et paramètres techniques de ses composants:

• fonction de contrôle de la luminosité (gradation);
• tension d'entrée - 6-30 V;
• valeur du courant de sortie - 1,2 A;
• écart de stabilisation actuel jusqu'à 5%;
• protection contre les ruptures de charge;
• la présence de conclusions pour la gradation;
• efficacité - jusqu'à 97%.

Le microcircuit a les conclusions suivantes:

• pour le commutateur de sortie - SW;
• pour la section de signal et d'alimentation du circuit - GND;
• pour le contrôle de la luminosité - DIM;
• capteur de courant d'entrée - CSN;
• tension d'alimentation - VIN;

Circuit de pilote de LED bricolage basé sur PT4115

Les circuits de commande pour l'alimentation des dispositifs LED avec une puissance de dissipation de 3 W peuvent être réalisés en deux versions. Le premier suppose la présence d'une source d'alimentation avec une tension de 6 à 30V. Dans un autre schéma, l'alimentation est fournie à partir d'une source de courant alternatif avec une tension de 12 à 18V. Dans ce cas, un pont de diodes est introduit dans le circuit, à la sortie duquel un condensateur est installé. Il aide à lisser les fluctuations de tension, sa capacité est de 1000 μF.

Pour les premier et deuxième circuits, le condensateur (CIN) est d'une importance particulière: ce composant est conçu pour réduire l'ondulation et compenser l'énergie accumulée par l'inductance lorsque le transistor MOP est bloqué. En l'absence de condensateur, toute l'énergie d'inductance à travers la diode semi-conductrice DShB (D) ira à la borne de tension d'alimentation (VIN) et provoquera une panne du microcircuit par rapport à l'alimentation.

Conseil utile! Il faut tenir compte du fait que la connexion du driver de LED en l'absence de condensateur d'entrée n'est pas autorisée.

Compte tenu du nombre et de la consommation des LED, l'inductance (L) est calculée. Dans le circuit de pilote de LED, l'inductance doit être sélectionnée, dont la valeur est de 68 à 220 μH. Ceci est attesté par les données de la documentation technique. Il est possible d'admettre une légère augmentation de la valeur de L, mais il faut tenir compte du fait qu'alors l'efficacité du circuit dans son ensemble diminuera.

Dès que la tension est appliquée, la valeur du courant traversant la résistance RS (fonctionne comme un capteur de courant) et L sera nulle. En outre, le comparateur CS analyse les niveaux de potentiel avant et après la résistance - en conséquence, une concentration élevée apparaît à la sortie. Le courant allant à la charge monte à une certaine valeur contrôlée par RS. Le courant augmente en fonction de la valeur d'inductance et de la valeur de tension.

Assemblage des composants du pilote

Les composants de cerclage du microcircuit RT 4115 sont sélectionnés en tenant compte des instructions du fabricant. Un condensateur à faible impédance (condensateur ESR faible) doit être utilisé pour CIN, car l'utilisation d'autres analogues affectera négativement l'efficacité du pilote. Si l'appareil est alimenté par un bloc avec un courant stabilisé, un condensateur d'une capacité de 4,7 μF ou plus est requis à l'entrée. Il est recommandé de le placer à côté du microcircuit. Si le courant est alternatif, vous devrez introduire un condensateur au tantale à semi-conducteurs d'une capacité d'au moins 100 μF.

Une inductance de 68 μH doit être installée dans le circuit de commutation pour LED 3 W. Il doit être situé aussi près que possible du terminal SW. Vous pouvez fabriquer vous-même une bobine. Cela nécessitera une sonnerie d'un ordinateur défaillant et un fil d'enroulement (PEL-0,35). La diode FR 103 peut être utilisée comme diode D. Ses paramètres: capacité 15 pF, temps de récupération 150 ns, température de -65 à 150 ° C. Il peut gérer des impulsions de courant jusqu'à 30 A.

La valeur minimale de la résistance RS dans le circuit de commande de LED est de 0,082 ohms, le courant est de 1,2 A. Pour calculer la résistance, vous devez utiliser le courant requis pour la LED. Voici la formule à calculer:

RS = 0,1 / I,

où I est le courant nominal de la source LED.

La valeur de RS dans le circuit de pilote de LED est de 0,13 Ohm, respectivement, la valeur actuelle est de 780 mA. Si une telle résistance ne peut pas être trouvée, plusieurs composants à faible résistance peuvent être utilisés, en utilisant la formule de résistance pour la connexion en parallèle et en série dans le calcul.

Disposition du pilote LED DIY 10 Watt

Vous pouvez assembler vous-même un pilote pour une LED haute puissance, en utilisant des cartes électroniques provenant de lampes fluorescentes défectueuses. Le plus souvent, les lampes brûlent dans de telles lampes. La carte électronique reste fonctionnelle, ce qui permet à ses composants d'être utilisés pour les alimentations, pilotes et autres appareils maison. Pour le travail, vous aurez peut-être besoin de transistors, de condensateurs, de diodes, d'inductances (selfs).

La lampe défectueuse doit être soigneusement démontée à l'aide d'un tournevis. Pour fabriquer un pilote pour une LED 10W, vous devez utiliser une lampe fluorescente 20W. Ceci est nécessaire pour que le starter puisse supporter la charge avec une marge. Pour une lampe plus puissante, vous devez soit sélectionner la carte appropriée, soit remplacer le starter lui-même par un analogique avec un gros noyau. Pour les sources LED de faible puissance, le nombre de tours d'enroulement peut être ajusté.

De plus, au dessus des spires primaires de l'enroulement, il est nécessaire de réaliser 20 tours de fil et, à l'aide d'un fer à souder, de connecter cet enroulement à un pont de diodes redresseur. Après cela, vous devez appliquer la tension du réseau 220V et mesurer la tension de sortie au redresseur. Sa valeur était de 9,7V. La source LED à travers l'ampèremètre consomme 0,83 A. La valeur nominale de cette LED est cependant de 900 mA, de sorte que la consommation de courant plus faible augmentera sa ressource. L'assemblage du pont de diodes est réalisé au moyen d'un montage en surface.

La nouvelle carte et le pont de diodes peuvent être placés sur un support à partir d'une ancienne lampe de table. Ainsi, le pilote de LED peut être assemblé indépendamment des composants radio disponibles des appareils défaillants.

En raison du fait que les LED sont assez exigeantes sur les alimentations, il est nécessaire de sélectionner correctement un pilote pour elles. Si le convertisseur est sélectionné correctement, vous pouvez être sûr que les paramètres des sources LED ne se détérioreront pas et que les LED serviront leur période prévue.