Електричний драйвери світлодіодних ламп. LED драйвер

Відправимо матеріал вам на e-mail

В останні роки все більшої популярності стало набирати. Це викликано тим, що використовуються в світильниках світлодіоди, їх ще називають світловипромінюючих діодів (СІД), досить яскраві, економічні та довговічні. За допомогою світлодіодних елементів створюються цікаві та оригінальні світлові ефекти, які можна застосовувати в самих різних інтер'єрах. Однак, такі освітлювальні прилади дуже вимогливі до параметрів електромереж, особливо до величини струму. Тому для нормальної роботи освітлення в ланцюг повинні бути включені драйвери для світлодіодів. У цій статті ми спробуємо розібратися, що ж таке світлодіодні драйвери, які їхні основні характеристики, як не помилитися при виборі і чи можна зробити його своїми руками.

Без такого мініатюрного пристрою світлодіоди працювати не будуть

Оскільки світлодіоди є струмовими приладами, то відповідно вони дуже чутливі до цього параметру. Для нормальної роботи освітлення потрібно, щоб через LED-елемент проходив стабілізований струм з номінальною величиною. Для цих цілей і був створений драйвер для світлодіодних світильників.

Деякі читачі, побачивши слово драйвер, будуть в подиві, оскільки всі ми звикли, що цим терміном позначається якесь ПЗ, що дозволяє управляти програмами і пристроями. У перекладі з англійської мови driver означає: водій, машиніст, поводок, щогла, керуюча програма і ще більше 10 значень, але всіх їх об'єднує одна функція - управління. Так само і з драйверами для, тільки керують вони струмом. Отже, з терміном розібралися, тепер перейдемо до суті.

LED-драйвер - електронний пристрій, на виході якого, після стабілізації, утворюється постійний струм необхідної величини, що забезпечує нормальну роботу світлодіодних елементів. В цьому випадку стабілізується саме струм, а не напруга. Пристрої, що стабілізують вихідну напругу називаються, які також використовуються для живлення світлодіодних елементів освітлення.

Як ми вже зрозуміли, основним параметром драйвера для світлодіодів є вихідний струм, який пристрій може забезпечувати тривалий час при включенні навантаження. Для нормального і стабільного світіння LED-елементів потрібно, щоб через світлодіод протікав струм, величина якого повинна збігатися зі значеннями зазначеними в технічному паспорті напівпровідника.

Де знайшли застосування драйвера для світлодіодів

Як правило, світлодіодні драйвери розраховані на роботу з напругою 10, 12, 24, 220 В і постійним струмом в 350 мА, 700 мА і 1 А. Стабілізатори струму для світлодіодів виробляють, в основному, під певні вироби, але існують і універсальні пристрої, підходять до LED-елементів провідних виробників.

В основному LED-драйвера в мережах зі змінним струмом використовуються для:

У електроланцюгах з постійним струмом стабілізатори потрібні для нормальної роботи бортового освітлення і фар автомобіля, переносних ліхтарів і т.д.

Струмові стабілізатори адаптовані для роботи з системами контролю і датчиками фотоелементів, а в силу своєї компактності можуть бути легко встановлені в розподільних коробках. Також за допомогою драйверів можна легко міняти яскравість і колір світлодіодних елементів, зменшуючи величину струму за допомогою цифрового управління.

Як працюють стабілізуючі пристрої для світлодіодів

Принцип роботи перетворювача для і стрічок полягає в підтримці заданої величини струму незалежно від вихідної напруги. В цьому і полягає різниця між блоком живлення і драйвером для світлодіодів.

Якщо подивитися на представлену вище схему то ми побачимо, що струм, завдяки резистору R1, стабілізується, а конденсатор C1 задає необхідну частоту. Далі в роботу включається діодний міст, в результаті чого на світлодіоди надходить стабілізований струм.

Характеристики пристрою, на які потрібно звернути увагу

Підбираючи ЛІД-драйвер для світлодіодних світильників необхідно обов'язково враховувати той основних параметри, а саме: струм, вихідна напруга і потужність, споживана підключається навантаженням.

Вихідна напруга токового стабілізатора залежить від наступних факторів:

Струм на виході пристрою обумовлений потужністю і. Потужність навантаження впливає на споживаний струм в залежності від необхідної інтенсивності світіння. Саме стабілізатор забезпечує светодиодам ток необхідної величини.

Потужність світлодіодного світильника залежить безпосередньо від:

потужності кожного LED-елемента;
загальної кількості світлодіодів;
кольору.

Споживану навантаженням потужність можна розрахувати за наступною формулою:

P Н \u003d PLED × N , де

P Н - загальна потужність навантаження;
P LED - потужність окремого світлодіода;
N - кількість світлодіодних елементів, що підключаються в навантаження.

Максимальна потужність токового стабілізатора не повинна бути менше PН. Для нормальної працездатності LED-драйвера рекомендується забезпечити запас потужності мінімум на 20 ÷ 30%.

Крім потужності і кількості СІД, потужність навантаження, що підключається до драйверу, залежить і від кольору світлодіодних елементів. Справа в тому, що світлодіоди різного кольору володіють різною величиною падіння напруги при однаковому значенні струму. Так, наприклад, у світлодіода CREE XP-E червоного кольору падіння напруги при струмі в 350 мА становить 1,9 ÷ 2,4 В, і середня потужність споживання буде близько 750 мВт. У зеленого світлодіодного елемента при тому ж струмі падіння напруги буде 3,3 ÷ 3,9 В, а середня потужність складе вже майже 1,25 Вт. Відповідно стабілізатором струму розрахованим на потужність 10 Вт можна живити 12 ÷ 13 СІД червоного кольору або 7-8 зелених світлодіодів.

Види стабілізаторів по типу пристрою

Струмові стабілізатори для світлодіодів поділяються за типом пристрою на імпульсні і лінійні.

У лінійного драйвера виходом є струмовий генератор, що забезпечує плавну стабілізацію вихідного струму при нестійкому вхідній напрузі, не створюючи при цьому високочастотних електромагнітних завад. Такі пристрої мають просту конструкцію і невисоку вартість, проте не дуже високий ККД (до 80%) звужує область їх використання до малопотужних LED-елементів та стрічок.

Пристрої імпульсного типу дозволяють створювати на виході низку струмових імпульсів високої частоти. Подібні драйвера працюють за принципом широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), тобто середня величина струму на виході визначається відношенням ширини імпульсів до їх частоті. Подібні пристрої більш затребувані в силу своєї компактності і більш високого ККД, що становить близько 95%. Однак в порівнянні з лінійними драйверами ШІМ стабілізатори мають більший рівень електромагнітних завад.

Як підібрати драйвер для світлодіодів

Необхідно відразу помітити, що резистор не може бути повноцінною заміною драйверу, оскільки він не в змозі захистити світлодіоди від перепадів в мережі і імпульсних перешкод. Також не кращим варіантом буде використання лінійного джерела струму внаслідок його низької ефективності, що обмежує можливості стабілізатора.

При виборі LED-драйвера для світлодіодів варто дотримуватися наступних основних рекомендацій:

здобувати стабілізатор струму найкраще одночасно з навантаженням;
враховувати падіння напруги на СІД;
струм високої номіналу зменшує ККД світлодіода і призводить його перегріву;
враховувати потужність навантаження, що підключається до драйверу.

Також необхідно звертати увагу, щоб на корпусі стабілізатора була вказана його потужність, робочі діапазони вхідної та вихідної напруги, номінальний стабілізований струм і ступінь волого і пилезахищенності пристрою.

Рекомендація! Наскільки потужний і якісний буде драйвер для світлодіодної стрічки або СІД вибирати, звичайно ж, вам. Проте, слід пам'ятати, що для нормальної роботи всієї створюваної системи освітлення найкраще купити фірмовий перетворювач, особливо якщо мова йде про світлодіодних прожекторах та інших потужних освітлювальних приладах.

Підключення перетворювачів струму для світлодіодів: схема драйвера для світлодіодної лампи 220 В

Більшість виробників випускають драйвера на інтегральних мікросхемах (ІМС), які дозволяють живитися від зниженої напруги. Всі перетворювачі для LED-освітлення, існуючі на даний момент, діляться на прості, створені на основі 1 ÷ 3 транзисторів і більш складні, виконані із застосуванням мікросхем з ШІМ.

Вище представлена \u200b\u200bсхема драйвера на базі мікросхеми, але як ми згадували, існують способи підключення за допомогою резисторів і транзисторів. Насправді варіантів підключення багато і розглянути їх все докладно в одному огляді просто неможливо. На просторах інтернету можна знайти практично будь-яку схему, яка підходить саме для вашої ситуації.

Як розрахувати струмовий стабілізатор для світлодіодного освітлення

Для визначення вихідного напруги перетворювача потрібно розрахувати співвідношення потужності і струму. Так, наприклад, при потужності 3 Вт і струмі 0,3 А максимальна напруга на виході дорівнюватиме 10 В.Далі необхідно визначитися зі способом підключення, паралельне або послідовне, а також кількістю світлодіодів. Справа в тому, що від цього залежить номінальна потужність і напруга на виході драйвера. Після обчислення всіх цих параметрів можна підбирати відповідний стабілізатор.

Варто зазначити, що у перетворювачів розрахованих на певну кількість LED-елементів є захист від позаштатних ситуацій. Такий тип пристроїв відрізняється некоректною роботою при підключенні меншого числа світлодіодів - спостерігається мерехтіння або взагалі не працюють.

Дімміруемий драйвер для LED-елементів - що це?

Останні моделі перетворювачів для світлодіодів адаптовані для роботи з регуляторами яскравості світіння напівпровідникових кристалів -. Використання цих пристроїв дозволяє більш раціонально використовувати електроенергію і збільшити ресурс LED-елемента.

Дімміруемие перетворювачі бувають двох типів. Одні включені в ланцюг між стабілізатором і світлодіодними елементами освітлення і працюють за допомогою ШІМ-управління. Перетворювачі подібного типу використовуються для роботи зі світлодіодними стрічками, рядком, що біжить і т.п.

У другому варіанті диммер встановлюється на розриві між джерелом живлення і стабілізатором, а принцип роботи полягає, як в управлінні параметрами струму, що проходить через світлодіоди, так і за допомогою широтно-імпульсної модуляції.

Особливості китайських перетворювачів струму для світлодіодів

Висока затребуваність драйверів для LED-освітлення привела до їх масового виробництва в азіатському регіоні, зокрема в Китаї. А ця країна славиться не тільки якісною електронікою, а й масовим виробництвом всіляких підробок. Світлодіодні драйвера китайського виробництва представляють собою імпульсні перетворювачі струму, як правило, розраховані на 350 ÷ 700 мА і в бескорпусном виконанні.

Переваги китайських перетворювачів струму полягають лише в невисокій вартості і наявності гальванічної розв'язки, а ось недоліків все-таки більше і складаються вони в:

високому рівні радіоперешкод;
ненадійності, викликаної дешевими схемними рішеннями;
незахищеність від мережевих коливань і перегріву;
високий рівень пульсацій на виході стабілізатора;
малий термін експлуатації.

Зазвичай комплектуючі китайського виробництва працюють на межі своїх можливостей, без наявності будь-якого запасу. Тому якщо бажаєте створити надійно працюючу систему освітлення найкраще купувати перетворювач для світлодіодів від відомого перевіреного виробника.

Термін експлуатації струмових перетворювачів

Як і будь-який електронний пристрій, драйвер для світлодіодного джерела струму має певний термін експлуатації, який залежить від наступних факторів:

стабільність напруги в мережі;
температурні перепади;
рівень вологості.

Відомі виробники дають гарантію на свої вироби в середньому на 30 000 годин роботи. Дешеві найпростіші стабілізатори розраховані на експлуатацію протягом 20 000 годин, середньої якості - 20 000 ч і японські - до 70 000 год.

Схема світлодіодного драйвера на базі РТ 4115

Завдяки появі великої кількості світлодіодних елементів з потужністю 1 ÷ 3 Вт і невисокою ціною, більшість людей вважає за краще на їх основі робити домашнє і автомобільне освітлення. Однак для цього необхідний драйвер, який дозволить стабілізувати струм до номінального значення.

Для коректної роботи перетворювача рекомендується використовувати танталові конденсатори. Якщо не встановити конденсатор з харчування, то інтегральна мікросхема (ІМС) просто вийде з ладу при включенні пристрою в мережу. Вище представлена \u200b\u200bсхема драйвера для світлодіода на ІМС PT4115.

Як зробити своїми руками драйвер для світлодіодів

За допомогою готових мікросхем навіть початківець радіоаматор в змозі зібрати перетворювач для світлодіодів різної потужності. Для цього потрібне вміння читання електросхем і досвід роботи з паяльником.

Зібрати струмовий стабілізатор для 3-ватних стабілізаторів, можна використовуючи мікросхему від китайського виробника PowTech - PT4115. Дана ІМС може бути використана для світлодіодних елементів з потужністю понад 1 Вт і складається з блоків управління з досить потужним транзистором на виході. Перетворювач, створений на основі PT4115, має високу ефективність і мінімальний набір компонентів.

Як бачимо при наявності досвіду, знань і бажання можна зібрати світлодіодний драйвер практично по будь-якій схемі. Тепер розглянемо покрокову інструкцію створення найпростішого токового перетворювача для 3-х LED-елементів потужність по 1 Вт, з зарядного пристрою для мобільного телефону. До речі, це допоможе краще розібратися в роботі пристрою і пізніше перейти до більш складних схем, розрахованим на більшу кількість світлодіодів і стрічки.

Інструкція по збірці драйвера для світлодіодів

зображення	опис етапу
	Для збірки стабілізатора на потрібно старого зарядного пристрою від мобільного телефону. Ми взяли від «Самсунга», так вони надійні. Зарядний пристрій з параметрами 5 В і 700 мА акуратно розібрати.
	Також нам знадобиться змінний (підлаштування) резистор на 10 кОм, 3 світлодіоди по 1 Вт і шнур з вилкою.
	Ось так виглядає розібране зарядний, яке ми буде переробляти.
	Випаюємо вихідний резистор на 5 кОм і на його місце ставимо «подстроечнік».
	Далі знаходимо вихід на навантаження і визначивши полярність припаюємо світлодіоди, заздалегідь зібрані послідовно.
	Випаюємо старі контакти від шнура і на їх місце приєднуємо провід з вилкою. Перед тим як перевірити на працездатність драйвер для світлодіодів потрібно переконатися в правильності з'єднань, їх міцності і щоб нічого не створило короткого замикання. Тільки після цього можна приступати до тестів.
	Підлаштування резистором починаємо регулювання поки світлодіоди не почнуть світитися.
	Як бачимо LED-елементи горять.
	Тестером перевіряємо необхідні нам параметри: вихідну напругу, струм і потужність. При необхідності виконуємо регулювання резистором.
	От і все! Світлодіоди горять нормально, ніде нічого не іскрить і не димить, а значить переробка пройшла успішно, з чим вас і вітаємо.

Як бачите зробити найпростіший драйвер для світлодіодів дуже просто. Звичайно, досвідченим радіоаматорам ця схема може бути не цікава, але для новачка вона відмінно підійде для практики.

Нещодавно один знайомий попросив мене допомогти з проблемою. Він займається розробкою LED ламп, попутно ними приторговуючи. У нього накопичилося деяку кількість ламп, що працюють неправильно. Зовні це виражається так - при включенні лампа спалахує на короткий час (менше секунди) на секунду гасне і так повторюється нескінченно. Він дав мені на дослідження три таких лампи, я проблему вирішив, несправність виявилася дуже цікавою (прямо в стилі Еркюля Пуаро) і я хочу розповісти про шляхи пошуку несправності.

LED лампа виглядає ось так:

Рис 1. Зовнішній вигляд розібраної LED лампи

Розробник застосував цікаве рішення - тепло від працюючих світлодіодів забирається тепловою трубкою і передається на класичний алюмінієвий радіатор. За словами автора, таке рішення дозволяє забезпечити правильний тепловий режим для світлодіодів, мінімізуючи теплову деградацію і забезпечуючи максимально можливий термін служби діодів. Попутно збільшується термін служби драйвера харчування діодів, так як плата драйвера виявляється винесеною з теплового контуру і температура плати не перевищує 50 градусів Цельсія.

Таке рішення - розділити функціональні зони випромінювання світла, відведення тепла і генерації струму живлення - дозволило отримати високі експлуатаційні характеристики лампи по надійності, довговічності і ремонтопридатності.
Мінус таких ламп, як не дивно, прямо випливає з її плюсів - довговічна лампа не потрібна виробникам :). Історію про змову виробників ламп розжарювання про максимальний термін служби в 1000 годин все пам'ятають?

Ну і не можу не відзначити характерний зовнішній вигляд виробу. Мій «держконтроль» (дружина) відмовив мені ставити ці лампи в люстру, де їх видно.

Повернемося до проблем драйвера.

Ось так виглядає плата драйвера:

Рис 2. Зовнішній вигляд плати LED драйвера з боку поверхневого монтажу

І зі зворотного боку:

Рис 3. Зовнішній вигляд плати LED драйвера з боку силових деталей

Вивчення її під мікроскопом дозволило визначити тип керуючої мікросхеми - це MT7930. Це мікросхема контролю обратноходового перетворювача (Fly Back), обвішана різноманітними захистами, як новорічна ялинка - іграшками.

У МТ7930 вбудовані захисту:

Від перевищення струму ключового елемента
зниження напруги харчування
підвищення напруги живлення
короткого замикання в навантаженні і обриву навантаження.
від перевищення температури кристала

Декларування захисту від короткого замикання в навантаженні для джерела струму носить скоріше маркетинговий характер :)

Принципової схеми на саме такий драйвер добути не вдалося, проте пошук в мережі дав кілька дуже схожих схем. Найбільш близька приведена на малюнку:

Рис 4. LED Driver MT7930. Схема електрична принципова

Аналіз цієї схеми і вдумливе читання мануала до мікросхемі привело мене до висновку, що джерело проблеми миготіння - це спрацьовування захисту після старту. Тобто процедура початкового запуску проходить (спалахування лампи - це воно і є), але далі перетворювач вимикається з якоїсь з захистів, конденсатори харчування розряджаються і цикл починається заново.

Увага! У схемі присутні небезпечні для життя напруги! Чи не повторювати без належного розуміння що ви робите!

Для дослідження сигналів осцилографом треба розв'язати схему від мережі, щоб не було гальванічного контакту. Для цього я застосував розділовий трансформатор. На балконі в запасах були знайдені два трансформатора ТН36 ще радянського виробництва, датовано 1975 роком. Ну, це вічні пристрої, масивні, залиті повністю зеленим лаком. Підключив по схемі 220 - 24 - 24 -220. Тобто спочатку знизив напругу до 24 вольт (4 вторинних обмотки по 6.3 вольта), а потім підвищив. Наявність декількох первинних обмоток з відводами дало мені можливість пограти з різними напругами живлення - від 110 вольт до 238 вольт. Таке рішення звичайно кілька надлишково, але цілком придатне для одноразових вимірювань.

Рис 5. Фото розділового трансформатора

З опису старту в мануалі слід, що при подачі живлення починає заряджатися конденсатор С8 через резистори R1 і R2 сумарним опором близько 600 кому. Два резистора застосовані з вимог безпеки, щоб при пробої одного ток через цей ланцюг не перевищив безпечного значення.

Отже, конденсатор з харчування повільно заряджається (цей час близько 300-400 мс) і коли напруга на ньому досягає рівня 18,5 вольт - запускається процедура старту перетворювача. Мікросхема починає генерувати послідовність імпульсів на ключовий польовий транзистор, що призводить до виникнення напруги на обмотці Na. Ця напруга використовується двояко - для формування імпульсів зворотного зв'язку для контролю вихідного струму (ланцюг R5 R6 C5) і для формування напруги робочого харчування мікросхеми (ланцюг D2 R9). Одночасно в вихідний ланцюга виникає струм, який і призводить до запалювання лампи.

Чому ж спрацьовує захист і з якого саме параметру?

перше припущення

Спрацьовування захисту по перевищенню вихідної напруги?

Для перевірки цього припущення я випаяв і перевірив резистори в ланцюзі дільника (R5 10 кому і R6 39 кому). Чи не випаюючи їх не перевірити, оскільки через обмотку трансформатора вони Запаралеленими. Елементи виявилися справними, але в якийсь момент схема запрацювала!

Я перевірив осциллографом форми і напруги сигналів у всіх точках перетворювача і з подивом переконався, що всі вони - повністю паспортні. Ніяких відхилень від норми ...

Дав схемою попрацювати годинку - все ОК.

А якщо дати їй охолонути? Після 20 хвилин в вимкненому стані не працює.

Дуже добре, мабуть справа в нагріванні якогось елементу?

Але якого? І які ж параметри елемента можуть спливати?

У цій точці я зробив висновок, що на платі перетворювача є якийсь елемент, чутливий до температури. Нагрівання цього елемента повністю нормалізує роботу схеми.
Що ж це за елемент?

друге припущення

Підозра лягла на трансформатор. Проблема мислилася так - трансформатор через неточності виготовлення (скажімо на пару витків недомотана обмотка) працює в області насичення і через різке падіння індуктивності і різкого наростання струму спрацьовує захист по струму польового ключа. Це резистор R4 R8 R19 в ланцюзі стоку, сигнал з якого подається на висновок 8 (CS, мабуть Current Sense) мікросхеми і використовується для ланцюга ОС по струму і при перевищенні уставки в 2.4 вольта відключає генерацію для захисту польового транзистора і трансформатора від ушкоджень. На досліджуваній платі варто паралельно два резистора R15 R16 з еквівалентним опором 2,3 ома.

Але наскільки я знаю, параметри трансформатора при нагріванні погіршуються, тобто поведінку системи має бути іншим - включення, робота хвилин 5-10 і вимикання. Трансформатор на платі досить масивний і теплова постійна у нього ну ніяк не менше одиниць хвилин.
Може, звичайно в ньому є короткозамкнений виток, який зникає при нагріванні?

Перепайка трансформатора на гарантовано справний була в той момент неможлива (не привезли ще гарантовано робочу плату), тому залишив цей варіант на потім, коли зовсім версій не залишиться :). Плюс інтуїтивне відчуття - не воно. Я довіряю своїй інженерної інтуїції.

До цього моменту я перевірив гіпотезу про спрацювання захисту по струму, зменшивши резистор ОС по струму вдвічі припаюванням паралельно йому такого ж - це ніяк не вплинуло на моргання лампи.

Значить, з струмом польового транзистора все нормально і перевищення по току немає. Це було добре видно і по формі сигналу на екрані осцилографа. Пік пилообразного сигналу становив 1,8 вольта і явно не досягав значення в 2,4 вольта, при якому мікросхема вимикає генерацію.

До зміни навантаження схема також виявилася нечутлива - ні під'єднання другої головки паралельно, ні перемикання прогрітій голови на холодну і назад нічого не змінювало.

третє припущення

Я досліджував напруга живлення мікросхеми. При роботі в штатному режимі вся напруга були абсолютно нормальними. У миготливому режимі теж, наскільки можна було судити за формами сигналів на екрані осцилографа.

Як і раніше, система мигала в холодному стані і починала нормально працювати при прогріванні ніжки трансформатора паяльником. Секунд 15 погріти - і все нормально заводиться.

Прогрів мікросхеми паяльником нічого не давав.

І дуже бентежило малий час нагрівання ... що там може за 15 секунд змінитися?

У якийсь момент сіл і методично, логічно відсік все гарантовано працює. Раз лампа загоряється - значить ланцюга запуску справні.
Раз нагріванням плати вдається запустити систему і вона годинами працює - значить і силові системи справні.
Остигає і перестає працювати - щось залежить від температури ...
Тріщина на платі в колі зворотного зв'язку? Остигає і стискається, контакт порушується, нагрівається, розширюється і контакт відновлюється?
Пролазив тестером холодну плату - немає обривів.

Що ж ще може заважати переходу від режиму запуску в робочий режим? !!!

Від повної безнадії інтуїтивно припаяв паралельно електролітичному конденсатору 10 МКФ на 35 вольт з харчування мікросхеми такий же.

І тут настав щастя. Запрацювало!

Заміна конденсатора 10 МКФ на 22 МКФ повністю вирішило проблему.

Ось він, винуватець проблеми:

Рис 6. Конденсатор з неправильною ємністю

Тепер став зрозумілий механізм несправності. Схема має два ланцюги харчування мікросхеми. Перша, що запускає, повільно заряджає конденсатор С8 при подачі 220 вольт через резистор в 600 ком. Після його заряду мікросхема починає генерувати імпульси для польовика, запускаючи силову частину схеми. Це призводить до генерації харчування для мікросхеми в робочому режимі на окремій обмотці, яке надходить на конденсатор через діод з резистором. Сигнал з цієї обмотки також використовується для стабілізації вихідного струму.

Поки система не вийшла в робочий режим - мікросхема живиться запасеної енергією в конденсаторі. І її не вистачало трохи - буквально пари-трійки відсотків.
Падіння напруги виявилося досить, щоб система захисту мікросхеми спрацьовувала за зниженого харчування і відключала все. І цикл починався заново.

Відловити цю просідання напруги живлення осциллографом не виходило - занадто груба оцінка. Мені здавалося, що все нормально.

Прогрів же плати збільшував ємність конденсатора на відсутні відсотки - і енергії вже вистачало на нормальний запуск.

Зрозуміло, чому тільки деяка частина драйверів відмовила при повністю справних елементах. Зіграло роль химерне поєднання наступних чинників:

Мала ємність конденсатора з харчування. Позитивну роль зіграв допуск на ємність електролітичних конденсаторів (-20% + 80%), тобто ємності номіналом 10 МКФ в 80% випадків мають реальну ємність близько 18 МКФ. Згодом ємність зменшується через висихання електроліту.
Позитивна температурна залежність ємності електролітичних конденсаторів від температури. Підвищена температура на місці вихідного контролю - досить буквально пари-трійки градусів і ємності вистачає для нормального запуску. Якщо припустити, що на місці вихідного контролю було не 20 градусів, а 25-27, то цього виявилося достатньо для практично 100% проходження вихідного контролю.

Виробник драйверів заощадив звичайно, застосувавши ємності меншого номіналу в порівнянні з референс дизайн з мануала (там вказано 22 МКФ) але свіжі ємності при підвищеній температурі і з урахуванням розкиду + \u200b\u200b80% дозволили партію драйверів здати замовнику. Замовник отримав начебто працюючі драйвери, які з часом стали відмовляти з незрозумілої причини. Цікаво було б дізнатися - інженери виробника врахували особливості поведінки електролітичних конденсаторів при підвищенні температури і природний розкид або це вийшло випадково?

Працювали максимально яскраво і ефективно, використовуються спеціальні модулі - драйвери. Зібрати самостійно схему драйвера для світлодіодів зможе кожен, якщо, звичайно, є пізнання в електротехніці. Сенс роботи приладу - перетворити змінну напругу, що протікає в мережі, в постійне (знижений). Але перш ніж приступати до складання, потрібно визначитися з тим, які вимоги до пристрою пред'являються - проаналізуйте характеристики і види приладів.

Для чого потрібні драйвери?

Основне призначення драйверів - це стабілізація струму, який проходить через світлодіод. Причому потрібно врахувати, що сила струму, який проходить по кристалу напівпровідника, повинна бути точно такий же, як і у світлодіода по паспорту. Завдяки цьому забезпечується стійке освітлення. Кристал в светодиоде набагато довше прослужить. Щоб дізнатися напруга, необхідне для живлення світлодіодів, потрібно скористатися вольт-амперної характеристикою. Це графік, який показує залежність між напругою живлення і струмом.

Якщо планується проводити освітлення світлодіодними лампами житлового або офісного приміщення, то драйвер повинен живитися від побутової мережі змінного струму з напругою 220 В. Якщо ж світлодіоди використовуються в автомобільній або мототехніки, потрібно використовувати драйвери, що живляться від постійної напруги, значення 9-36 В. В деяких випадках (якщо світлодіодна лампа невеликої потужності і харчується від мережі 220 В) допускається прибрати схему драйвера світлодіода. Від мережі якщо живиться пристрій, досить включити в схему постійний резистор.

параметри драйверів

Перш ніж придбати пристрій або самостійно його виготовити, потрібно ознайомитися з тим, які у нього є основні характеристики:

Номінальний струм споживання.
Потужність.
Вихідна напруга.

Напруга на виході перетворювача безпосередньо залежить від того, який обраний спосіб підключення джерела світла, числа світлодіодів. Струм має пряму залежність від яскравості і потужності елементів.

Перетворювач повинен забезпечувати струм, при якому світлодіоди працюватимуть з однаковою яскравістю. На PT4115 схема драйвера світлодіодів реалізується досить просто - це найпоширеніший перетворювач напруги для використання з LED-елементами. Виготовити прилад на його основі можна буквально «на коліні».

потужність драйвера

Потужність приладу - це найважливіша характеристика. Чим могутніше драйвер, тим більше число світлодіодів можна підключити до нього (звичайно, доведеться проводити прості розрахунки). Обов'язкова умова - потужність драйвера повинна бути більше, ніж у всіх світлодіодів в сумі. Виражається це такою формулою:

Р \u003d Р (св) х N,

де Р, Вт - потужність драйвера;

Р (св), Вт - потужність одного світлодіода;

N - кількість світлодіодів.

Наприклад, при складанні схеми драйвера для світлодіода 10W ви можете сміливо підключати як навантаження LED-елементи потужністю до 10 Вт. Обов'язково потрібно мати невеликий запас по потужності - приблизно 25%. Тому, якщо планується підключення світлодіода 10 Вт, драйвер повинен забезпечувати потужність не менше 12,5-13 Вт.

кольори світлодіодів

Обов'язково потрібно враховувати те, який колір випускає світлодіод. Від цього залежить те, яке падіння напруги буде у них при однаковій силі струму. Наприклад, при струмі харчування 0,35 А, падіння напруги у червоних LED-елементів приблизно 1,9-2,4 В. Потужність в середньому 0,75 Вт. Аналогічна модель з зеленим кольором буде вже мати падіння в інтервалі 3,3-3,9 В, а потужність 1,25 Вт. Тому, якщо ви застосовуєте схему драйвера світлодіода 220В з перетворенням в 12 В, до нього можна підключити максимум 9 елементів із зеленим кольором або 16 з червоним.

типи драйверів

Всього можна виділити два типи драйверів для світлодіодів:

Імпульсні. За допомогою таких пристроїв створюються у вихідний частини пристрою високочастотні імпульси. Функціонування ґрунтується на принципах ШІМ-модуляції. Середнє значення струму залежить від коефіцієнта заповнення (відношення тривалості одного імпульсу до частоти його повторення). Струм на виході змінюється за рахунок того, що коефіцієнт заповнення коливається в інтервалі 10-80%, а частота залишається постійною.
Лінійні - типова схема і структура виконані у вигляді генератора струму на транзисторах з р-каналом. З їх допомогою можна забезпечити максимально плавну стабілізацію струму живлення в разі, якщо напруга на вході нестійкий. Відрізняються дешевизною, але у них мала ефективність. При роботі виділяється велика кількість тепла, тому можна використовувати тільки для малопотужних світлодіодів.

Імпульсні набули більшого поширення, так як у них ККД набагато вище (може досягати 95%). Пристрої компактні, діапазон вхідної напруги досить широкий. Але є один великий недолік - високий вплив різного роду електромагнітних завад.

На що звернути увагу при покупці?

Покупку драйвера обов'язково потрібно здійснювати при виборі світлодіодів. На PT4115 схема драйвера світлодіодів дозволяє забезпечити нормальне функціонування Пристрої, що використовують ШІМ-модулятори, побудовані за схемами з однієї мікросхемою, застосовуються здебільшого в автомобільній техніці. Зокрема, для підключення підсвічування і ламп головного освітлення. Але якість у таких найпростіших приладів досить низька - для використання в побутових системах вони не годяться.

Дімміруемий драйвер

Практично всі конструкції перетворювачів дозволяють регулювати яскравість світіння LED-елементів. За допомогою таких пристроїв можна виконувати наступні дії:

Зменшувати інтенсивність освітленості днем.
Приховувати або ж підкреслювати певні елементи інтер'єру.
Зонувати приміщення.

Завдяки цим якостям можна істотно заощадити на електроенергії, збільшити ресурс елементів.

Різновиди дімміруемих драйверів

Типи дімміруемих драйверів:

Підключаються між БП і джерелом світла. Вони дозволяють управляти енергією, яка надходить на LED-елементи. В основі конструкції перебувають ШІМ-модулятори з мікроконтролерним управлінням. Вся енергія йде до світлодіодів імпульсами. Від довжини імпульсів безпосередньо залежить енергія, яка надійде на світлодіоди. Такі конструкції драйверів застосовуються в основному для роботи модулів з стабілізованою харчуванням. Наприклад, для стрічок або рядків, що біжать.
Другий тип пристроїв дозволяє проводити управління блоком живлення. Управління проводиться за допомогою ШІМ-модулятора. Також змінюється величина струму, який протікає через світлодіоди. Як правило, такі конструкції застосовуються для харчування тих пристроїв, яким необхідний стабілізований струм.

Потрібно обов'язково врахувати той факт, що ШІМ-регулювання погано впливає на зір. Найкраще використовувати схеми драйверів для живлення світлодіодів, в яких регулюється величина струму. Але ось один нюанс - в залежності від величини струму світіння буде різним. При низькому значенні елементи будуть випромінювати світло з жовтим відтінком, при збільшенні - з синюватим.

Яку мікросхему вибрати?

Якщо немає бажання шукати готовий пристрій, можна зробити його самостійно. Причому зробити розрахунок під конкретні світлодіоди. Мікросхем для виготовлення драйверів досить багато. Вам буде потрібно тільки вміння читати електричні схеми і працювати з паяльником. Для найпростіших пристроїв (потужністю до 3 Вт) можна використовувати мікросхему PT4115. Вона дешева, і дістати дуже просто. Характеристики елемента такі:

Напруга харчування - 6-30 В.
Вихідний струм - 1,2 А.
Допустима похибка при стабілізації струму - не більше 5%.
Захист від відключення навантаження.
Висновки для діммірованія.
ККД - 97%.

Позначення виводів мікросхеми:

SW - підключення вихідного комутатора.
GND - негативний висновок джерел живлення і сигналу.
DIM - регулятор яскравості.
CSN - датчик вхідного струму.
VIN - позитивний висновок, що сполучається з джерелом харчування.

Варіанти схем драйверів

Варіанти виконання пристроїв:

Якщо є джерело живлення з постійною напругою 6-30 В.
Харчування від змінної напруги 12-18 В. У схему вводиться діодний міст і електролітичний конденсатор. По суті, «класична» схема мостового випрямляча з відсіканням змінної складової.

Потрібно відзначити той факт, що електролітичний конденсатор НЕ згладжує пульсації напруги, а дозволяє позбутися від змінної складової в ньому. У схемах заміщення (по теоремі Кірхгофа) електролітичний конденсатор в колі змінного струму є провідником. А ось в ланцюзі постійного струму він замінюється розривом (немає ніякого елемента).

Зібрати схему драйвера світлодіодів 220 своїми руками можна тільки в тому випадку, якщо використовувати додатковий блок живлення. У ньому обов'язково задіяний трансформатор, яким знижується напруга до необхідного значення в 12-18 В. Врахуйте, що не можна підключати драйвери до світлодіодів без електролітичного конденсатора в блоці живлення. При необхідності установки індуктивності необхідно провести її розрахунок. Зазвичай величина становить 70-220 мкГн.

процес складання

Всі елементи, які використовуються в схемі, потрібно підбирати, спираючись на даташит (технічну документацію). Зазвичай в ньому наводяться навіть практичні схеми використання пристроїв. Обов'язково використовувати в схемі випрямляча нізкоімпедансние конденсатори (значення ESR має бути низьким). Застосування інших аналогів знижує ефективність регулятора. Ємність повинна бути не менше 4,7 мкФ (в разі використання схеми з постійним струмом) і від 100 мкФ (для роботи в колі змінного струму).

Зібрати за схемою драйвер для світлодіодів своїми руками можна буквально за кілька хвилин, потрібно тільки наявність елементів. Але потрібно знати і особливості проведення монтажу. Котушку індуктивності бажано розташовувати біля виведення мікросхеми SW. Виготовити її можна самостійно, для цього необхідно всього кілька елементів:

Ферритові кільце - можна використовувати з старих блоків живлення комп'ютерів.
Провід типу ПЕЛ-0,35 в лакової ізоляції.

Намагайтеся все елементи розташовувати максимально близько до мікросхемі, це дозволить виключити появу перешкод. Ніколи не проводите з'єднання елементів за допомогою довгих проводів. Вони не тільки створюють безліч перешкод, але і здатні приймати їх. В результаті мікросхема, нестійка до цих перешкод, буде працювати неправильно, порушиться регулювання струму.

варіант компонування

Розмістити всі елементи можна в корпусі від старої лампи денного світла. У ній вже все є - корпус, патрон, плата (яку можна повторно використовувати). Усередині розташувати всі елементи блоку живлення і мікросхему можна без особливих зусиль. А з зовнішньої сторони встановити світлодіод, який плануєте живити від пристрою. Схеми драйверів для світлодіодів 220 В можна використовувати практично будь-які, головне - знизити напругу. Зробити це легко найпростішим трансформатором.

Монтажну плату бажано використовувати нову. А краще взагалі обійтися без неї. Конструкція дуже проста, допустимо застосувати навісний монтаж. Обов'язково переконайтеся в тому, що на виході випрямляча напруга в допустимих межах, в іншому випадку мікросхема згорить. Після складання і підключення зробіть завмер споживаного струму. Врахуйте, що в разі зниження струму харчування збільшиться ресурс світлодіодного елемента.

Ретельно вибирайте схему драйвера для живлення світлодіодів, розраховуйте кожен компонент конструкції - від цього залежить термін служби і надійність. При правильному підборі драйверів характеристики світлодіодів залишаться максимально високими, а ресурс не постраждає. Схеми драйверів для потужних світлодіодів відрізняються тим, що в них більше число елементів. Найчастіше застосовується ШІМ-модуляція, але в домашніх умовах, що називається, «на коліні», такі пристрої вже складно зібрати.

Світлодіоди, в останні роки серйозно потіснили всі інші джерела світла, сьогодні можна зустріти повсюдно. Вони використовуються в квартирах і офісах, освітлюють вулиці, прикрашають будівлі і інтер'єри. Але для правильної роботи напівпровідникового джерела світла необхідний якісний і надійний драйвер для світлодіодів. Сьогодні ми поговоримо про це виключно важливому вузлі і розберемося, чому цей драйвер так необхідний, як він працює, і навіть спробуємо зробити led driver своїми руками.

Що таке драйвер і навіщо він потрібен

Якщо заглянути в англо-російський словник, то можна дізнатися, що драйвер - це буквально «водій» (driver - водій, англ.). Звідки така дивна назва і що він водить? Для того щоб в цьому розібратися, трохи відвернемося і поговоримо про світлодіодах.

Світлодіод (led) - напівпровідниковий прилад, здатний випромінювати світло під впливом прикладеного до нього напруги. Причому для правильної роботи напівпровідника напруга, що забезпечує оптимальний струм через кристал, має бути постійним і строго стабілізованою. Особливо це стосується потужних світлодіодів, які вкрай критично ставляться до всіляких перепадів і стрибків напруги струму. Варто харчування діода трохи знизитися, як впаде струм і, як наслідок, зменшиться світловіддача. При найменшому перевищенні нормальної величини струму напівпровідник миттєво перегрівається і згорає.

Основне призначення драйвера - забезпечити світловипромінювальних діод необхідним для його нормальної роботи струмом. Таким чином, led драйвер - це, по суті, блок живлення для світлодіодів, їх «водій», що забезпечує тривалу і якісну роботу напівпровідникового освітлювача.

думка експерта

Олексій Бартош

Задати питання експерту

Ти не зустрінеш жодного освітлювального приладу, що має в своєму складі потужний світлодіод, який би не мав драйвера. Тому так важливо розібратися, якими бувають драйвери, як вони працюють і якими характеристиками повинні володіти.

Види світлодіодних драйверів

Всі драйвери для світлодіодів можна розділити за принципом стабілізації струму. На сьогоднішній день таких принципів два:

Лінійний.
Імпульсний.

лінійний стабілізатор

Припустимо, в нашому розпорядженні потужний світлодіод, який потрібно запалити. Зберемо найпростішу схему:

Схема, яка пояснює лінійний принцип регулювання струму

Виставляємо резистором R, який виконує роль обмежувача, потрібне значення струму - світлодіод горить. Еcли напруга живлення змінилося (наприклад, батарея сідає), повертаємо движок резистора і відновлюємо необхідний струм. Якщо збільшилася, то таким же чином струм зменшуємо. Саме це і робить найпростіший лінійний стабілізатор: стежить за струмом через світлодіод і при необхідності «крутить ручку» резистора. Тільки робить він це дуже швидко, встигаючи реагувати на найменше відхилення струму від заданої величини. Звичайно, ніякої ручки у драйвера немає, її роль виконує транзистор, але суть пояснення від цього не змінюється.

У чому недолік лінійної схеми стабілізатора струму? Справа в тому, що через регулюючий елемент теж тече струм і марно розсіює потужність, яка просто гріє повітря. Причому чим вхідна напруга більше, тим вище втрати. Для світлодіодів з невеликим робочим струмом така схема годиться і успішно використовується, але потужні напівпровідники лінійним драйвером живити собі дорожче: драйвери можуть з'їдати більше енергії, ніж сам освітлювач.

До переваг такої схеми живлення можна віднести відносну простоту схемотехніки і невисоку вартість драйвера, що поєднується з високою надійністю.

Лінійний драйвер для харчування світлодіода в кишеньковому ліхтарі

імпульсна стабілізація

Перед нами той же світлодіод, але схему харчування зберемо трохи іншу:

Схема, яка пояснює принцип роботи широтно-імпульсного стабілізатора

Тепер замість резистора у нас кнопка КН і доданий накопичувальний конденсатор С. Подаємо напругу на схему і натискаємо кнопку. Конденсатор починає заряджатися, і при досягненні на ньому робочої напруги світлодіод загоряється. Якщо продовжувати тримати кнопку натиснутою, то струм перевищить допустиму величину, і напівпровідник згорить. Відпускаємо кнопку. Конденсатор продовжує живити світлодіод і з часом розрядиться. Як тільки струм опуститься нижче допустимого для світлодіода значення, знову натискаємо кнопку, підживлюючи конденсатор.

Ось так сидимо і періодично тиснемо кнопку, підтримуючи нормальний режим роботи світлодіода. Чим вище напруга живлення, тим натискання будуть коротшими. Чим напруга нижче, тим кнопку доведеться тримати натиснутою довше. Це і є принцип широтно-імпульсної модуляції. Драйвер стежить за струмом через світлодіод і управляє ключем, зібраним на транзисторі або тиристори. Робить він це дуже швидко (десятки і навіть сотні тисяч натискань в секунду).

З першого погляду робота втомлива і складна, але тільки не для електронної схеми. Зате ККД імпульсного стабілізатора може досягати 95%. Навіть при харчуванні втрати енергії мінімальні, а ключові елементи драйвера не вимагають потужних теплоотводов. Звичайно, імпульсні стабілізатори дещо складніше по конструкції і дорожче, але все це окупається високою продуктивністю, винятковою якістю стабілізації струму і відмінними масогабаритними показниками.

Цей імпульсний драйвер здатний видати струм до 3 А без жодних радіаторів

Як підібрати драйвер для світлодіодів

Розібравшись з принципом роботи led driver, залишилося навчитися їх правильно вибирати. Якщо ти не забув основ електротехніки, отриманих в школі, то справа ця нехитра. Перелічимо основні характеристики перетворювача для світлодіодів, які братимуть участь у виборі:

вхідна напруга;
вихідна напруга;
вихідний струм;
вихідна потужність;
ступінь захисту від навколишнього середовища.

Перш за все, необхідно вирішити, від якого джерела буде харчуватися твій світлодіодний світильник. Це може бути мережу 220 В, бортова мережа автомобіля або будь-який інший джерело як змінного, так і постійного струму. Перша вимога: ту напругу, яка ти будеш використовувати, має укладатися в діапазон, зазначений в паспорті на драйвер в графі «вхідна напруга». Крім величини, потрібно врахувати і рід струму: постійний або змінний. Адже в розетці, наприклад, струм змінний, а в автомобілі - постійний. Перший прийнято позначати абревіатурою АС, другий DC. У більшості випадків цю інформацію можна побачити і на корпусі самого приладу.

Цей драйвер розрахований для роботи від мережі змінного струму напругою від 100 до 265 В

Далі переходимо до вихідних параметрів. Припустимо, у тебе є три світлодіода на робочу напругу 3.3 В і струм 300 мА кожен (вказано в супровідній документації). Ти вирішив зробити настільну лампу, схема з'єднання діодів послідовна. Складаємо робочі напруги всіх напівпровідників, отримуємо падіння напруги на всьому ланцюжку: 3.3 * 3 \u003d 9.9 В. Струм при такому з'єднанні залишається тим же - 300 мА. Значить, тобі потрібен драйвер з вихідним напругою 9.9 В, що забезпечує стабілізацію струму на рівні 300 мА.

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Задати питання експерту

Важливо! Все напівпровідники, що працюють від одного драйвера, повинні бути однотипними і бажано з однієї партії. В іншому випадку, неминучий розкид параметрів світлодіодів, в результаті якого один з них буде світити вполнакала, а другий швидко згорить.

Звичайно, саме на цю напругу прилад знайти не вдасться, але це і не потрібно. Всі драйвери розраховані не на конкретне напруга, а на деякий діапазон. Твоя задача - укласти своє значення в цей діапазон. А ось вихідний струм повинен точно відповідати 300 мА. В крайньому випадку він може бути трохи менше (лампа буде світити не так яскраво), але ніколи не більше. Інакше твоя саморобка згорить відразу або через місяць.

Йдемо далі. З'ясовуємо, якої потужності драйвер нам потрібен. Цей параметр повинен як мінімум збігатися з споживаної потужністю нашої майбутньої лампи, а краще перевищувати це значення на 10-20%. Як розрахувати потужність нашої «гірлянди» з трьох світлодіодів? Згадуємо: електрична потужність навантаження - це струм, що йде через неї, помножений на прикладена напруга. Беремо калькулятор і перемножуємо загальне робоча напруга всіх світлодіодів на струм, попередньо перевівши останній в ампер: 9.9 * 0.3 \u003d 2.97 Вт.

Останній штрих. Конструктивне виконання. Прилад може бути як в корпусі, так і без нього. Перший, природно, боїться пилу і вологи, і в плані електробезпеки він не кращий варіант. Якщо ти вирішив вмонтувати драйвер в лампу, корпус якої є хорошим захистом від навколишнього середовища, тоді підійде. Але якщо корпус лампи має купу вентиляційних отворів (світлодіоди повинні охолоджуватися), а сам пристрій буде стояти в гаражі, то краще вибрати джерело живлення у власному корпусі.

Отже, нам потрібен світлодіодний драйвер з наступними характеристиками:

напругу живлення - мережа 220 В змінного струму;
вихідна напруга - 9.9 В;
вихідний струм - 300 мА;
вихідна потужність - не менше 3 Вт;
корпус - пиловологозахисні.

Вирушаємо в магазин і дивимося. Ось він:

Драйвер для живлення світлодіодів

Причому не просто відповідний, а ідеально відповідає запитам. Злегка знижений вихідний струм продовжить життя світлодіодів, але на яскравості їх світіння це абсолютно ніяк не відіб'ється. Споживана потужність впаде до 2.7 Вт - буде запас потужності драйвера.

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Задати питання експерту

Якщо у тебе дуже велика кількість світлодіодів, то при послідовному включенні їх загальну напругу може перевищити максимально можливе для існуючих драйверів. В цьому випадку звернися до розділу Схема підключення драйвера до світлодіодів, який знаходиться в кінці цієї статті.

У чому відмінності між драйвером для світлодіодів і блоком живлення для LED стрічки

Існує думка, що блоки живлення для - щось інше, ніж звичайний led драйвер. Спробуємо прояснити це питання, а заодно навчимося правильно вибирати драйвер для світлодіодної стрічки. Світлодіодна стрічка - це гнучка підкладка, на якій розташовані всі ті ж світлодіоди. Вони можуть стояти в 2, 3, 4 ряди, це не так важливо. Важливіше розібратися, як вони з'єднані між собою.

Все напівпровідники на стрічці розбиті на групи по 3 світлодіода, з'єднаних послідовно через струмообмежуючі резистор. Всі групи, в свою чергу, з'єднані паралельно:

Електрична схема однієї секції (зліва) і всієї світлодіодним стрічки

Стрічка продається в бобінах зазвичай довжиною по 5 м і розрахована на робочу напругу 12 або 24 В. В останньому випадку в кожній групі буде не 3, а 6 світлодіодів. Припустимо, ти купив стрічку на 12 В з питомою споживаної потужністю 14 Вт / м. Таким чином, загальна потужність, споживана всієї бобіною, складе 14 * 5 \u003d 70 Вт. Якщо тобі не потрібна така довга, ти можеш відрізати непотрібну частину з умовою, що будеш різати її між секціями. Наприклад, ти відрізав половину. Які характеристики при цьому зміняться? Тільки споживана потужність: вона зменшиться вдвічі.

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Задати питання експерту

Важливо! Не забувай, що розрізати світлодіодну стрічку можна тільки між секціями по 3 світлодіода (для 24-х вольтової їх буде 6), які добре видно. На малюнку нижче я позначив їх стрілками.

Місця поділу секцій добре видно і навіть помічені піктограмами ножиць

Чи треба обмежувати і стабілізувати струм через звичайний світлодіод? Безумовно, інакше він згорить. Але ми зовсім забули про резистори, встановленому в кожній секції стрічки. Він служить для обмеження струму і підібраний таким чином, що при подачі на секцію рівно 12-ти вольт струм через світлодіоди буде оптимальним. У завдання драйвера світлодіодної стрічки входить утримання живить напруга строго на рівні 12 В. Все інше бере на себе струмообмежуючі резистор.

Таким чином, головна відмінність блоку живлення led стрічки від звичайного led драйвера - чітко фіксовану вихідну напругу 12 або 24 В. Тут вже не вийде використовувати звичайний драйвер з вихідним напругою, скажімо, від 9 до 14 В.

Решта критеріїв вибору блоку живлення для світлодіодної стрічки наступні:

вхідна напруга. Методика вибору та ж, що і для звичайного драйвера: прилад повинен бути розрахований на те вхідна напруга і той рід струму, яким ти будеш живити світлодіодну стрічку;
вихідна потужність. Потужність блоку живлення повинна бути мінімум на 10% вище потужності стрічки. При цьому занадто великий запас брати не варто: знижується ККД всієї конструкції;
клас захисту від навколишнього середовища. Методика та ж, що і для світлодіодного драйвера (див. Вище): в прилад не повинні потрапляти пил і волога.

Драйвер для світлодіодної стрічки - не що інше, як високоякісний, але звичайний стабілізатор напруги. Він видає строго фіксований напруга, але абсолютно не стежить за вихідним струмом. При бажанні і для експерименту замість нього ти можеш використовувати, наприклад, блок живлення від ПК (шина 12 В). Яскравість і довговічність стрічки від цього не постраждають.

Схема підключення драйвера до світлодіодів

Підключити драйвер до світлодіодів просто, з цим впорається кожен. Вся маркування нанесена на його корпус. На вхідні дроти (INPUT) подаєш вхідна напруга, до вихідних (OUTPUT) підключаєш лінійку світлодіодів. Єдино, необхідно дотримуватись полярності, і на цьому я зупинюся детальніше.

Полярність входу (INPUT)

Якщо живить драйвер напруга постійна, то висновок, позначений знаком «+» необхідно підключити до позитивного полюса джерела живлення. Якщо напруга змінна, то зверни увагу на маркування вхідних проводів. Можливі наступні варіанти:

Маркування «L» і «N»: на висновок «L» потрібно подати фазу (знаходиться за допомогою індикаторної викрутки), на висновок «N» - нуль.
Маркування «~», «АС» або відсутній: полярність дотримуватися не потрібно.

Полярність виходу (OUTPUT)

Тут полярність дотримується завжди! Плюсової провід підключається до анода першого світлодіода, мінусовій - до катода останнього. Самі світлодіоди з'єднуються між собою: анод подальшого до катода попереднього.

Схема підключення драйвера до гірлянді з трьох послідовно включених світлодіодів

Якщо у тебе дуже багато світлодіодів (скажімо, 12 шт.), То їх доведеться розбити на кілька однакових груп, а ці групи з'єднати паралельно. При цьому врахуй, що загальна споживана світильником потужність складе суму потужностей всіх груп, а робоча напруга буде відповідати напрузі однієї групи.

Лінійний драйвер для світлодіодів своїми руками

З теорією закінчимо, перейдемо до практики і спробуємо зібрати лінійний драйвер своїми руками. Найпростіше це завдання вирішити за допомогою широко поширеного інтегрального стабілізатора КР142ЕН12А (його імпортний аналог - LM317). Знайти його можна в будь-якому відповідному магазині, і коштує він в районі 20 рублів. Необхідні матеріали та інструменти: паяльник, тестер і дроти.

Ця мікросхема розрахована на вхідну напругу до 40 В, витримує струм до 1.5 А і, головне, має вбудований захист від перевантаження, короткого замикання і перегріву. Правда, це стабілізатор напруги, а драйвер повинен стабілізувати струм. Але ми це питання вирішимо, трохи змінивши типову схему включення мікросхеми.

Універсальний драйвер для світлодіодів на інтегральному стабілізаторі

Тут мікросхема застосовується в ролі регулюючого елемента, стабілізуючого ток на заданому рівні. Який величини цей струм буде? Все залежить від опору резистора R1, номінал якого розраховується за простою формулою: R \u003d 1.2 / I, де:

R - опір в Омасі;
I - необхідний струм в амперах.

Давай спробуємо побудувати драйвер для тих світлодіодів, з яких ми робили настільну лампу на початку статті. Отже, нам потрібен драйвер, на напругу 9.9 В видає стабілізований струм 300 мА. Робимо розрахунок номіналу резистора R1: 1.2 / 0.3 \u003d 4 Ом. Оскільки резистор варто в кола струму, потужність його вибираємо не менше 4 Вт.

Тут відмінно підійдуть резистори, що використовуються практично у всіх телевізорах в якості гасять по харчуванню (такі лежать в будь-якому магазині). Вони мають потужність 2 Вт і опір 1-2 Ом. Якщо резистори одноомние, то їх знадобиться 4 шт, якщо двухомние - 2 шт. З'єднуємо їх послідовно, щоб опору склалися.

Кріпимо мікросхему на невеликий радіатор і підключаємо до виходу нашого драйвера ланцюжок з трьох послідовно з'єднаних світлодіодів, дотримуючись полярності. Можна включати. Але куди? Яке вхідна напруга у цього драйвера? Ось тут починається найцікавіше. Напруга на вході має бути мінімум на 2-3 вольта більше того, що необхідно светодиодам, але не більше 40 В - більше мікросхема не витримає.

У нашому конкретному випадку светодиодам потрібно 9.9 В. Значить, на вхід можна подати постійну напругу величиною від 12 до 40 В. Причому напруга це може бути нестабілізована. Підійде автомобільний акумулятор, блок живлення ноутбука або ПК, понижуючий трансформатор з доданими мостом. Підключаємо, дотримуючись полярності, і наш ліхтар готовий!

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Задати питання експерту

А як же з вихідним напругою? Про це не потрібно турбуватися. Як тільки драйвер стабілізує струм на заданому рівні, потрібне напруження на світлодіодах встановиться без нашої допомоги. Хто не вірить, бере тестер і вимірює.

Ось і закінчилася наша бесіда про led драйвери. Сподіваюся, тепер ти не тільки знаєш, як працює цей важливий вузол, а й зможеш його правильно вибрати, підключити, а при необхідності навіть зібрати своїми руками.

Будь-світлодіодний світильник складається з декількох частин (комплектуючих), корпус світильника, драйвер, світлодіоди і радіатор або пластина для відводу тепла.

У даній статті ми розглянемо, що таке драйвер, його основні характеристики та як правильно підібрати світильник щоб встановлений в ньому драйвер прослужив максимальний час.

Почнемо що того, що таке драйвер? Багато хто плутає блок живлення і драйвер, відмінність між ними в тому, що блоки живлення стабілізують напругу, а драйвер струм, що необхідно для живлення світлодіодів. Так як ми розглядаємо світильники, буде виходити з того що в них використовуються світлодіоди потужність 1 ват.

Світлодіоди працюють від постійного джерела живлення, тому для їх підключення потрібно знизити змінну напругу мережі. У будь-якого світлодіодного світильника (в якому є ланцюга світлодіодів), існують такі параметри як потужність, номінальні сила струму і напруга. Ці параметри обов'язково слід враховувати при виборі драйвера для світильника. Розберемо ці параметри по порядку:

1. Потужність. Максимальна потужність драйвера для світлодіодного світильника вказується виробником на маркуванні і показує, яку максимальну навантаження можна підключити. Наприклад, на маркуванні вказано (30х36) х1W, це означає що до даного драйверу можна підключити порядку 30-36 одноватний світлодіода. Якщо мова йде про підключення світлодіодної стрічки або модулів на 12 або 24 V, потрібно враховувати, що пропоновані для них джерела живлення обмежують напругу, а не ток, тобто не є драйверами в прийнятій термінології. Це означає, по-перше, що потрібно уважно стежити за потужністю навантаження, що підключається до певного блоку живлення. При виборі драйвера для стрічки або модулів слід враховувати, щоб потужність джерела була вище потужності ланцюга приблизно на 20% -30%, тут не треба економити і завантажувати джерело живлення «під зав'язку», краще поставити два і більше джерела живлення або вибрати більш потужний, якщо цього не зробити блок живлення почне грітися і досить швидко вийде з ладу.

2. Номінальні параметри струму і напруги. На всіх світлодіодах заводом виробником вказується номінальна сила струму, отже, драйвери світлодіодів потрібно підбирати виходячи з цього. Найчастіше в світильниках використовуються LED драйвери з номінальним значенням струму 350 і 700 міліампер. 350 мА - це МАКСИМАЛЬНИЙ робочий струм. Це означає, що при тривалій роботі необхідно використовувати джерело живлення з струмом 300-330 мА. Це ж вірно і для паралельного включення - струм на один світлодіод не повинен перевищувати зазначеної цифри 300-330 мА. Зовсім не означає, що робота на підвищеному струмі викличе відмова світлодіода. Але при недостатньому теплоотводе кожен зайвий міліампер здатний скоротити термін служби світильника. До того ж чим вище струм - тим нижче ККД світлодіода, а значить, сильніше його нагрівання і отже скоротить термін служби світильника. Якщо говорити про світлодіодні стрічках і модулях то як правило вони випускаються в двох стандартах напруг - 12 і 24 Вольта. Блоки живлення маркуються значеннями напруги і потужності.

3. Клас герметичності і вологозахищеністю (IP). В даний час клас захисту визначається двома цифрами, зазначеними після абревіатури IP (IP \u003d Ingress Protection англ. \u003d Захист від проникнення). Перша цифра позначає клас захисту від проникнення твердих сторонніх тіл в прилад (пил). Друга ж позначає клас захисту від проникнення рідких сторонніх тіл (вода). Слід зазначити, клас захисту IP нічого не говорить про температуру навколишнього середовища, при якій світильник експлуатується.

1-я цифра	позначення	2-я цифра	позначення
IP0X	Захист відсутній.	IPX0	Захист відсутній.
IP1X	Захист від великорозмірних сторонніх тіл D\u003e 50mm. Відсутність захисту при навмисному вторгнення.	IPX1	Захист від вертикально падаючих крапель води.
IP2X	Захист від середньорозмірних сторонніх тіл D\u003e 12mm. Тримати пальці подалі.	IPX2	Захист від діагонально падаючих крапель води, 15 ° по відношенню до нормального розміщення об'єкта.
IP3X	Захист від малорозмірних сторонніх тіл D\u003e 2,5mm. Тримати іаганструмент і кабель подалі.	IPX3	Захист від дрібних водяних бризок до 60 ° по відношенню до нормального розміщення об'єкта.
IP4X	Захист від пескообразних забруднювачів D\u003e 1mm. Тримати інструмент і кабель подалі.	IPX4	Захист від великої кількості водяних бризок з усіх боків.
IP5X	Захист від відкладення пилу	IPX5	Захист від сильних струменів води з усіх боків.
IP6X	Захист від попадання пилу	IPX6	Захист від тимчасового затоплення (сильний струмінь води).