Ovládače pre LED: typy, charakteristiky a výberové kritériá pre zariadenia

Zárukou jasu, účinnosti a životnosti zdrojov LED je správne napájanie, ktoré môžu poskytnúť špeciálne elektronické zariadenia - ovládače pre LED. Premieňajú striedavé napätie v sieti 220V na jednosmerné napätie danej hodnoty. Aby sme pochopili, akú funkciu prevádzače vykonávajú a čo treba hľadať pri ich výbere, pomôže vám analýza hlavných typov a charakteristík zariadení.

Účel ovládačov LED pre LED

Hlavnou funkciou ovládača LED je poskytnúť stabilizovaný prúd cez zariadenie LED. Hodnota prúdu pretekajúceho polovodičovým kryštálom musí zodpovedať parametrom štítku LED. Tým sa zabezpečí stabilita luminiscencie kryštálov a zabráni sa jej predčasnému znehodnoteniu. Navyše pri danom prúde bude pokles napätia zodpovedať hodnote požadovanej pre spojenie p-n. Príslušné napájacie napätie LED môžete zistiť pomocou charakteristiky prúdového napätia.

Pri osvetľovaní bytových a kancelárskych priestorov LED žiarovkami a svietidlami sa používajú ovládače, ktoré sú napájané zo siete 220V AC. Automobilové osvetlenie (svetlomety, svetlá na denné svietenie atď.), Svetlomety na bicykle, prenosné žiarovky používajú zdroje jednosmerného prúdu v rozmedzí od 9 do 36V. Niektoré LED s nízkym výkonom je možné pripojiť aj bez ovládača, potom je však potrebné pridať odpor do spínacieho obvodu LED v sieti s napätím 220 voltov.

Napätie budiča na výstupe je indikované v intervale dvoch koncových hodnôt, medzi ktorými je zabezpečená stabilná prevádzka. Existujú adaptéry s intervalom od 3V do niekoľkých desiatok. Na napájanie obvodu z 3 sériovo zapojených bielych LED diód, z ktorých každá má výkon 1 W, budete potrebovať ovládač s výstupnými hodnotami U - 9-12 V, I - 350 mA. Pokles napätia pre každý kryštál bude asi 3,3 V, celkovo 9,9 V, čo bude v dosahu vodiča.

Hlavné charakteristiky prevodníkov

Pred zakúpením ovládača pre LED by ste sa mali oboznámiť so základnými charakteristikami zariadení.Patria sem výstupné napätie, menovitý prúd a výkon. Výstupné napätie meniča závisí od poklesu napätia na zdroji LED, ako aj od spôsobu pripojenia a počtu LED v obvode. Prúd závisí od výkonu a jasu emitujúcich diód. Vodič musí poskytnúť LED diódam prúd, ktorý potrebujú na udržanie požadovaného jasu.

Jednou z dôležitých charakteristík vodiča je výkon, ktorý zariadenie dodáva ako záťaž. Výber výkonu vodiča je ovplyvnený výkonom každého zariadenia LED, celkovým počtom a farbou LED diód. Algoritmom na výpočet výkonu je, že maximálny výkon zariadenia by nemal byť nižší ako spotreba všetkých LED diód:

P = P (led) × n,

kde P (led) je výkon jedného zdroja LED a n je počet LED.

Okrem toho musí byť splnený predpoklad, pod ktorým by bola zabezpečená výkonová rezerva 25 - 30%. Hodnota maximálneho výkonu teda nesmie byť menšia ako hodnota (1,3 x P).

Mali by ste brať do úvahy aj farebné vlastnosti LED diód. Koniec koncov, polovodičové kryštály rôznych farieb majú rozdielne množstvo poklesu napätia, keď nimi prechádza prúd rovnakej sily. Takže pokles napätia červenej LED pri prúde 350 mA je 1,9-2,4 V, potom bude priemerná hodnota jej výkonu 0,75 W. Pre zelený analóg je pokles napätia v rozmedzí od 3,3 do 3,9 V a pri rovnakom prúde bude výkon už 1,25 W. To znamená, že k ovládaču je možné pripojiť 16 červených LED alebo 9 zelených zdrojov pre 12V LED.

Užitočná rada! Pri výbere ovládača pre LED diódy odborníci odporúčajú nezanedbávať maximálnu hodnotu výkonu zariadenia.

Aké sú ovládače pre LED podľa typu zariadenia

Ovládače pre LED sú klasifikované podľa typu zariadenia na lineárne a impulzné. Štruktúra a typický obvod budiča LED lineárneho typu je generátor tranzistorového prúdu s p-kanálom. Takéto zariadenia poskytujú hladkú stabilizáciu prúdu za podmienky nestabilného napätia na vstupnom kanáli. Sú to jednoduché a lacné zariadenia, ale majú nízku účinnosť, počas prevádzky generujú veľké množstvo tepla a nemôžu sa použiť ako ovládače vysokovýkonných LED diód.

Impulzné zariadenia vytvárajú na výstupnom kanáli sériu vysokofrekvenčných impulzov. Ich práca je založená na princípe PWM (pulzná šírková modulácia), keď je priemerná hodnota výstupného prúdu určená pracovným cyklom, t.j. pomer trvania impulzu k počtu jeho opakovaní. Zmena hodnoty priemerného výstupného prúdu nastáva v dôsledku skutočnosti, že frekvencia impulzov zostáva nezmenená a pracovný cyklus sa pohybuje od 10 do 80%.

Vďaka svojej vysokej účinnosti premeny (až 95%) a kompaktnosti zariadení sa často používajú v prenosných LED štruktúrach. Účinnosť zariadení má navyše pozitívny vplyv na trvanie fungovania zariadení s autonómnym napájaním. Pulzné prevodníky sú kompaktných rozmerov a majú široký rozsah vstupného napätia. Nevýhodou týchto zariadení je vysoká úroveň elektromagnetického rušenia.

Užitočná rada! Ovládač LED by sa mal kúpiť vo fáze výberu zdrojov LED, keď sa predtým rozhodlo pre obvod LED od 220 voltov.

Pred výberom ovládača pre LED diódy musíte poznať podmienky jeho fungovania a umiestnenie LED zariadení. Budiče šírky impulzu, ktoré sú založené na jednom mikroobvode, majú miniatúrne rozmery a sú určené na napájanie z autonómnych zdrojov nízkeho napätia.Hlavnými aplikáciami týchto zariadení sú ladenie automobilov a LED osvetlenie. Avšak kvôli použitiu zjednodušeného elektronického obvodu je kvalita takýchto prevodníkov o niečo nižšia.

Stmievateľné LED ovládače

Moderné ovládače LED sú kompatibilné s polovodičovými stmievacími zariadeniami. Použitie stmievateľných ovládačov vám umožňuje regulovať úroveň osvetlenia miestností: znížiť dennú intenzitu žiarenia, zdôrazniť alebo skryť jednotlivé prvky v interiéri, zónovať priestor. To zase umožňuje nielen racionálne využívať elektrinu, ale aj šetriť zdroj svetelného zdroja LED.

Stmievateľné ovládače sú dvoch typov. Niektoré sú pripojené medzi napájací zdroj a zdroje LED. Tieto zariadenia riadia energiu z napájania LED. Takéto zariadenia sú založené na riadení PWM, pri ktorom sa energia dodáva do záťaže vo forme impulzov. Trvanie impulzov určuje množstvo energie od minimálnej po maximálnu hodnotu. Budiče tohto typu sa používajú hlavne pre LED moduly s pevným napätím, ako sú LED pásy, plazivé vedenia atď.

Stmievateľné prevodníky druhého typu riadia priamo napájanie. Princíp ich fungovania spočíva jednak v regulácii PWM, jednak v riadení množstva prúdu pretekajúceho LED diódami. Stmievateľné budiče tohto typu sa používajú pre LED svietidlá s konštantným prúdom. Je potrebné poznamenať, že pri ovládaní LED pomocou riadenia PWM sú pozorované účinky negatívne ovplyvňujúce videnie.

Pri porovnaní týchto dvoch spôsobov riadenia stojí za zmienku, že pri regulácii množstva prúdu cez zdroje LED nie je pozorovaná iba zmena jasu žiary, ale aj zmena farby žiarenia. Biele LED diódy teda vyžarujú žltkasté svetlo pri nižšom prúde a po zväčšení svietia namodro. Keď sú LED riadené PWM kontrolou, sú pozorované negatívne účinky na videnie a vysoká úroveň elektromagnetického rušenia. V tomto ohľade sa riadenie PWM zriedka používa na rozdiel od riadenia súčasného.

Budiace obvody pre LED diódy

Mnoho výrobcov vyrába ovládacie mikroobvody pre LED diódy, ktoré umožňujú napájanie z podpätia. Všetky existujúce ovládače sú rozdelené na jednoduché, vyrobené na báze 1-3 tranzistorov a zložitejšie pomocou špeciálnych mikroobvodov s moduláciou šírky impulzu.

ON Semiconductor ponúka širokú škálu integrovaných obvodov ako základňu vodičov. Vyznačujú sa primeranými nákladmi, vynikajúcou účinnosťou premeny, hospodárnosťou a nízkou úrovňou elektromagnetických impulzov. Výrobca predstavil impulzný budič UC3845 s výstupným prúdom až 1A. Na takomto mikroobvode môžete implementovať budiaci obvod pre 10W LED.

Elektronické súčiastky HV9910 (Supertex) sú populárne integrované obvody ovládačov kvôli ich jednoduchému rozlíšeniu obvodu a nízkej cene. Má zabudovaný regulátor napätia a vodiče pre riadenie stmievania, ako aj výstup pre programovanie spínacej frekvencie. Hodnota výstupného prúdu je až 0,01 A. Na tomto mikroobvode je možné implementovať jednoduchý ovládač LED.

Na základe mikroobvodu UCC28810 (výrobca Texas Instruments) môžete vytvoriť budiaci obvod pre vysokovýkonné LED diódy. V takomto obvode budiča LED možno vytvoriť výstupné napätie 70 - 85 V pre moduly LED pozostávajúce z 28 zdrojov LED s prúdom 3 A.

Užitočná rada! Ak plánujete kúpiť 10W superjasné LED, môžete pre ich návrhy použiť impulzný budič na čipu UCC28810.

Clare ponúka jednoduchý impulzný ovládač založený na čipe CPC 9909. Zahŕňa radič prevodníka umiestnený v kompaktnom balení. Vďaka zabudovanému stabilizátoru napätia môže byť prevodník napájaný z napätia 8-550V. Mikroobvod CPC 9909 umožňuje vodičovi pracovať v širokom rozsahu teplotných podmienok od -50 do 80 ° C.

Ako si vybrať ovládač pre LED diódy

Na trhu existuje široká škála ovládačov LED od rôznych výrobcov. Mnohé z nich, najmä tie, ktoré sú vyrobené v Číne, majú nízku cenu. Nákup takýchto zariadení však nie je vždy výnosný, pretože väčšina z nich nespĺňa deklarované vlastnosti. Na takýchto vodičov sa navyše nevzťahuje záruka a v prípade zistenia poruchy ich nie je možné vrátiť alebo vymeniť za kvalitné.

Existuje teda možnosť zakúpenia vodiča, ktorého deklarovaný výkon je 50 W. V skutočnosti sa však ukazuje, že táto vlastnosť má premenlivý charakter a táto sila je iba krátkodobá. V skutočnosti bude takéto zariadenie fungovať ako 30W LED ovládač alebo maximálne 40W. Môže sa tiež ukázať, že v náplni nebudú chýbať niektoré komponenty zodpovedné za stabilnú činnosť vodiča. Okrem toho je možné použiť komponenty nízkej kvality a s krátkou životnosťou, čo je v podstate chyba.

Pri nákupe by ste mali venovať pozornosť označeniu značky produktu. Kvalitný výrobok určite určí výrobcu, ktorý poskytne záruku a bude pripravený niesť za svoje výrobky zodpovednosť. Je potrebné poznamenať, že životnosť vodičov od dôveryhodných výrobcov bude oveľa dlhšia. Ďalej uvádzame približnú dobu prevádzky ovládačov v závislosti od výrobcu:

• vodič od pochybných výrobcov - nie viac ako 20 tisíc hodín;
• zariadenia strednej kvality - asi 50 tisíc hodín;
• prevodník od dôveryhodného výrobcu používajúci kvalitné komponenty - viac ako 70 tisíc hodín.

Užitočná rada! Kvalita LED ovládača je na vás. Je však potrebné poznamenať, že je obzvlášť dôležité zakúpiť si vlastný menič, pokiaľ ide o jeho použitie pre LED svetlomety a žiarovky s vysokým výkonom.

Výpočet ovládačov pre LED

Na určenie napätia na výstupe budiča LED sa musí vypočítať pomer výkonu (W) k prúdu (A). Napríklad vodič má nasledujúce charakteristiky: výkon 3 W a prúd 0,3 A. Vypočítaný pomer je 10V. Bude to teda maximálna hodnota výstupného napätia tohto prevodníka.

Súvisiaci článok:

Ak potrebujete pripojiť 3 zdroje LED, z ktorých každý je pri napájacom napätí 3V 0,3 mA. Pripojením jedného zo zariadení k ovládaču LED bude výstupné napätie 3V a prúd 0,3 A. Po zhromaždení dvoch zdrojov LED do série bude výstupné napätie 6V a prúd 0,3 A. Pridaním tretej LED do sériového reťazca dostaneme 9V a 0,3 A. Pri paralelnom zapojení bude 0,3 A rovnomerne rozdelené medzi LED diódy pri 0,1 A. Pripojením LED diód k 0,3 A zariadeniu s prúdovou hodnotou 0,7 získajú iba 0,3 A.

Toto je algoritmus pre fungovanie ovládačov LED. Dodávajú množstvo prúdu, na ktoré sú určené. Spôsob pripojenia LED zariadení v tomto prípade nezáleží.Existujú modely ovládačov, ktoré predpokladajú akýkoľvek počet LED pripojených k nim. Potom však existuje obmedzenie výkonu zdrojov LED: nemalo by to prekročiť výkon samotného ovládača. Pre konkrétny počet pripojených LED sú k dispozícii ovládače. Je k nim možné pripojiť menej LED. Takéto ovládače majú ale nízku účinnosť na rozdiel od zariadení určených pre konkrétny počet zariadení LED.

Je potrebné poznamenať, že budiče určené pre stanovený počet vyžarovacích diód sú chránené proti núdzovým situáciám. Takéto prevodníky nepracujú správne, ak je k nim pripojených menej LED: blikajú alebo sa nerozsvietia vôbec. Ak teda pripojíte napätie k vodiču bez zodpovedajúcej záťaže, bude nestabilné.

Kde kúpiť LED ovládače

Vodič LED si môžete kúpiť v špecializovaných predajniach rádiových komponentov. Okrem toho je oveľa pohodlnejšie oboznámiť sa s produktmi a objednať si potrebný produkt pomocou katalógov príslušných stránok. Okrem toho si online obchody môžu kúpiť nielen prevádzače, ale aj LED osvetľovacie zariadenia a súvisiace produkty: Napájacie zdroje, ovládacie zariadenia, spojovacie nástroje, elektronické komponenty na opravu a montáž ovládača pre LED diódy vlastnými rukami.

Predajné spoločnosti predstavili obrovský sortiment LED ovládačov, ktorých technické vlastnosti a ceny sú uvedené v cenníkoch. Ceny produktov sú spravidla orientačné a sú uvedené pri objednávke od projektového manažéra. Sortiment zahŕňa prevodníky rôznych výkonov a stupňov ochrany, ktoré sa používajú na vonkajšie a vnútorné osvetlenie, ako aj na osvetlenie a ladenie automobilov.

Pri výbere ovládača by ste mali brať do úvahy podmienky jeho použitia a spotrebu energie konštrukcie LED. Preto je potrebné pred zakúpením LED kúpiť vodič. Takže predtým, ako si kúpite ovládač pre 12 voltové LED diódy, musíte vziať do úvahy, že by mal mať výkonovú rezervu asi 25-30%. To je nevyhnutné na zníženie rizika poškodenia alebo úplného zlyhania zariadenia v prípade skratu alebo poklesu napätia v sieti. Cena prevodníka závisí od počtu zakúpených zariadení, spôsobu platby a dodacej doby.

V tabuľke sú uvedené hlavné parametre a rozmery stabilizátorov napätia 12 V pre LED diódy s uvedením ich približnej ceny:

Modifikácia LD DC / AC 12 V	Rozmery, mm (v / h / h)	Výstupný prúd, A	Výkon, W	cena, trieť.
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

 

Výroba ovládačov pre LED diódy vlastnými rukami

Pomocou hotových mikroobvodov môžu rádioamatéri nezávisle zostaviť ovládače pre LED rôzne výkonné. Aby ste to dosiahli, musíte byť schopní čítať elektrické schémy a mať zručnosti v práci s spájkovačkou. Môžete napríklad zvážiť niekoľko možností pre ovládače DIY LED pre LED.

Budiaci obvod pre 3W LED je možné implementovať na základe čínskeho čipu PowTech PT4115. Mikroobvod je možné použiť na napájanie LED zariadení nad 1W a obsahuje riadiace jednotky, ktoré majú na výstupe dostatočne výkonný tranzistor. Ovládač na báze PT4115 je vysoko efektívny a má minimálny počet páskovacích komponentov.

Prehľad PT4115 a technické parametre jeho komponentov:

• funkcia regulácie jasu (stmievanie);
• vstupné napätie - 6-30V;
• hodnota výstupného prúdu - 1,2 A;
• súčasná stabilizačná odchýlka do 5%;
• ochrana pred prerušením bremena;
• prítomnosť záverov pre stmievanie;
• účinnosť - až 97%.

Mikroobvod má nasledujúce závery:

• pre výstupný spínač - SW;
• pre signálnu a napájaciu časť obvodu - GND;
• na reguláciu jasu - DIM;
• snímač vstupného prúdu - CSN;
• napájacie napätie - VIN;

Diy LED obvod vodiča založený na PT4115

Budiace obvody pre napájanie LED zariadení so stratovým výkonom 3 W sa dajú vykonať v dvoch verziách. Prvý predpokladá prítomnosť zdroja energie s napätím 6 až 30V. V inej schéme je napájanie poskytované zo zdroja striedavého prúdu s napätím 12 až 18V. V tomto prípade je do obvodu zavedený diódový mostík, na ktorého výstupe je nainštalovaný kondenzátor. Pomáha vyhladiť kolísanie napätia, jeho kapacita je 1000 μF.

Pre prvý a druhý obvod je obzvlášť dôležitý kondenzátor (CIN): tento komponent je navrhnutý tak, aby znižoval zvlnenie a kompenzoval energiu akumulovanú induktorom, keď je tranzistor MOP vypnutý. Pri absencii kondenzátora pôjde všetka indukčná energia cez polovodičovú diódu DShB (D) na svorku napájacieho napätia (VIN) a spôsobí poruchu mikroobvodu vzhľadom na napájanie.

Užitočná rada! Je potrebné vziať do úvahy, že pripojenie ovládača LED pri absencii vstupného kondenzátora nie je povolené.

Na základe počtu a množstva LED diód sa počíta indukčnosť (L). V obvode budiča LED by sa mala zvoliť indukčnosť, ktorej hodnota je 68 - 220 μH. Dokazujú to údaje z technickej dokumentácie. Je možné pripustiť mierne zvýšenie hodnoty L, treba však počítať s tým, že potom sa zníži účinnosť obvodu ako celku.

Ihneď po pripojení napätia bude hodnota prúdu pri prechode cez odpor RS (funguje ako snímač prúdu) a L nulová. Ďalej komparátor CS analyzuje potenciálne hladiny pred a za rezistorom - ako výsledok sa na výstupe objaví vysoká koncentrácia. Prúd smerujúci k záťaži stúpa na určitú hodnotu riadenú RS. Prúd sa zvyšuje v závislosti od hodnoty indukčnosti a od hodnoty napätia.

Montáž komponentov ovládača

Páskové komponenty mikroobvodu PT 4115 sa vyberajú s prihliadnutím na pokyny výrobcu. Pre CIN by sa mal použiť kondenzátor s nízkou impedanciou (kondenzátor s nízkym ESR), pretože použitie iných analógov negatívne ovplyvní účinnosť budiča. Ak je zariadenie napájané z bloku so stabilizovaným prúdom, na vstupe je potrebný jeden kondenzátor s kapacitou najmenej 4,7 μF. Odporúča sa umiestniť ho vedľa mikroobvodu. Ak sa prúd strieda, budete musieť zaviesť tantalový kondenzátor v pevnom stave s kapacitou najmenej 100 μF.

V spínacom obvode pre 3 W LED musí byť nainštalovaný induktor 68 μH. Mal by byť umiestnený čo najbližšie k SW terminálu. Cievku si môžete vyrobiť sami. Bude to vyžadovať zvonenie z chybného počítača a navíjací drôt (PEL-0,35). Diódu FR 103 možno použiť ako diódu D. Jeho parametre: kapacita 15 pF, doba zotavenia 150 ns, teplota od -65 do 150 ° C. Zvládne prúdové impulzy až do 30 A.

Minimálna hodnota odporu RS v obvode budiča LED je 0,082 ohmov, prúd je 1,2 A. Na výpočet odporu musíte použiť prúd potrebný pre LED. Nižšie je uvedený vzorec na výpočet:

RS = 0,1 / I,

kde I je menovitý prúd zdroja LED.

Hodnota RS v obvode budiča LED je 0,13 Ohm, aktuálna hodnota je 780 mA. Ak taký odpor nenájdete, je možné použiť niekoľko súčastí s nízkym odporom, pričom sa pri výpočte použije vzorec odporu pre paralelné a sériové zapojenie.

DIY rozloženie 10 W LED ovládača

Ovládač pre vysokovýkonnú LED môžete zostaviť sami pomocou elektronických dosiek z poruchových žiariviek. Najčastejšie sa žiarovky v takýchto žiarovkách vypaľujú. Elektronická doska zostáva funkčná, čo umožňuje použitie jej komponentov pre domáce napájacie zdroje, ovládače a ďalšie zariadenia. Na prácu možno budete potrebovať tranzistory, kondenzátory, diódy, tlmivky (tlmivky).

Poškodená lampa musí byť starostlivo demontovaná skrutkovačom. Ak chcete vytvoriť ovládač pre 10W LED, mali by ste použiť 20W žiarivku. Je to nevyhnutné, aby tlmivka vydržala zaťaženie s rezervou. Pre výkonnejšiu žiarovku by ste mali zvoliť príslušnú dosku alebo nahradiť samotnú tlmivku analógovou s veľkým jadrom. Pre LED zdroje s nižším výkonom je možné upraviť počet závitov vinutia.

Ďalej je na vrchu primárnych závitov vinutia potrebné urobiť 20 závitov drôtu a pomocou spájkovačky spojiť toto vinutie s usmerňovacím diódovým mostíkom. Potom by ste mali pripojiť napätie zo siete 220 V a zmerať výstupné napätie na usmerňovači. Jeho hodnota bola 9,7V. Zdroj LED cez ampérmeter spotrebuje 0,83 A. Nominálna hodnota tejto LED je však 900 mA, takže nižšia spotreba prúdu zvýši jej zdroj. Montáž diódového mostíka sa vykonáva pomocou povrchovej montáže.

Novú dosku a diódový mostík je možné umiestniť do stojana zo starej stolovej lampy. Ovládač LED tak môže byť zostavený nezávisle od dostupných rádiových komponentov od zlyhaných zariadení.

Vzhľadom na to, že LED diódy sú na napájanie dosť náročné, je potrebné zvoliť pre ne ten správny ovládač. Ak je prevodník vybraný správne, môžete si byť istí, že sa parametre zdrojov LED nezhoršia a LED diódy budú slúžiť v zamýšľanom období.