Led driver koblingsskjema. LED-driverbrikker

Lysdioder for strømforsyningen deres krever bruk av enheter som vil stabilisere strømmen som går gjennom dem. Når det gjelder indikatorer og andre lysdioder med lav effekt, kan du klare deg med motstander. Deres enkle beregning kan forenkles ytterligere ved å bruke LED-kalkulatoren.

For å bruke lysdioder med høy effekt kan du ikke klare deg uten å bruke strømstabiliserende enheter - drivere. De riktige driverne har en meget høy effektivitet - opptil 90-95%. I tillegg gir de stabil strøm selv når strømforsyningsspenningen endres. Og dette kan være aktuelt dersom LED-en drives av for eksempel batterier. De enkleste strømbegrenserne - motstander - kan ikke gi dette av sin natur.

Du kan lære litt om teorien om lineære og pulserende strømstabilisatorer i artikkelen "Drivere for LEDs".

Selvfølgelig kan du kjøpe en ferdig sjåfør. Men det er mye mer interessant å lage det selv. Dette vil kreve grunnleggende ferdigheter i å lese elektriske diagrammer og bruke loddebolt. La oss se på noen enkle hjemmelagde driverkretser for høyeffekts LED-er.

Enkel driver. Samlet på et brødbrett driver den mektige Cree MT-G2

En veldig enkel lineær driverkrets for en LED. Q1 – N-kanals felteffekttransistor med tilstrekkelig effekt. Passer for eksempel IRFZ48 eller IRF530. Q2 er en bipolar NPN-transistor. Jeg brukte 2N3004, du kan bruke hvilken som helst lignende. Resistor R2 er en 0,5-2W motstand som bestemmer driverstrømmen. Resistance R2 2,2Ohm gir en strøm på 200-300mA. Inngangsspenningen bør ikke være veldig høy - det anbefales ikke å overstige 12-15V. Driveren er lineær, så drivereffektiviteten vil bli bestemt av forholdet V LED / V IN, der V LED er spenningsfallet over LED, og ​​V IN er inngangsspenningen. Jo større forskjellen er mellom inngangsspenningen og fallet over LED-en og jo større driverstrømmen er, jo mer vil transistoren Q1 og motstanden R2 varmes opp. Imidlertid bør V IN være større enn V LED med minst 1-2V.

For tester monterte jeg kretsen på et brødbrett og drev den med en kraftig CREE MT-G2 LED. Strømforsyningsspenningen er 9V, spenningsfallet over LED er 6V. Sjåføren jobbet umiddelbart. Og selv med en så liten strøm (240mA), sprer mosfet 0,24 * 3 = 0,72 W varme, som ikke er liten i det hele tatt.

Kretsen er veldig enkel og kan til og med monteres i en ferdig enhet.

Kretsen til den neste hjemmelagde sjåføren er også ekstremt enkel. Det innebærer bruk av en nedtrappende spenningsomformerbrikke LM317. Denne mikrokretsen kan brukes som en strømstabilisator.

En enda enklere driver på LM317-brikken

Inngangsspenningen kan være opptil 37V, den må være minst 3V høyere enn spenningsfallet over lysdioden. Motstanden til motstanden R1 beregnes av formelen R1 = 1,2 / I, hvor I er den nødvendige strømmen. Strømmen bør ikke overstige 1,5A. Men ved denne strømmen skal motstand R1 kunne avlede 1,5 * 1,5 * 0,8 = 1,8 W varme. LM317-brikken vil også bli veldig varm og vil ikke være mulig uten en kjøleribbe. Driveren er også lineær, så for at effektiviteten skal være maksimal bør forskjellen mellom V IN og V LED være så liten som mulig. Siden kretsen er veldig enkel, kan den også monteres ved hengende installasjon.

På samme brødbrett ble det satt sammen en krets med to en-watts motstander med en motstand på 2,2 Ohm. Strømstyrken viste seg å være mindre enn den beregnede, siden kontaktene i brødbrettet ikke er ideelle og gir motstand.

Den neste sjåføren er en pulsbukksjåfør. Den er satt sammen på QX5241-brikken.

Kretsen er også enkel, men består av et litt større antall deler og her kan du ikke gjøre uten å lage et kretskort. I tillegg er selve QX5241-brikken laget i en ganske liten SOT23-6-pakke og krever oppmerksomhet ved lodding.

Inngangsspenningen bør ikke overstige 36V, maksimal stabiliseringsstrøm er 3A. Inngangskondensatoren C1 kan være hva som helst - elektrolytisk, keramisk eller tantal. Kapasiteten er opptil 100 µF, den maksimale driftsspenningen er ikke mindre enn 2 ganger større enn inngangen. Kondensator C2 er keramisk. Kondensator C3 er keramisk, kapasitet 10 μF, spenning - ikke mindre enn 2 ganger større enn inngangen. Motstand R1 må ha en effekt på minst 1W. Motstanden beregnes av formelen R1 = 0,2 / I, hvor I er den nødvendige driverstrømmen. Motstand R2 - enhver motstand 20-100 kOhm. Schottky-dioden D1 må tåle reversspenningen med en reserve - minst 2 ganger verdien av inngangen. Og den må være designet for en strøm som ikke er mindre enn den nødvendige driverstrømmen. Et av de viktigste elementene i kretsen er felteffekttransistor Q1. Dette skal være en N-kanals feltenhet med lavest mulig motstand i åpen tilstand, den skal selvfølgelig tåle inngangsspenningen og den nødvendige strømstyrken med en reserve. Et godt alternativ er felteffekttransistorer SI4178, IRF7201 osv. Induktor L1 bør ha en induktans på 20-40 μH og en maksimal driftsstrøm ikke mindre enn den nødvendige driverstrømmen.

Antall deler av denne driveren er veldig lite, alle er kompakte i størrelse. Resultatet kan være en ganske miniatyr og samtidig kraftig driver. Dette er en pulsdriver, dens effektivitet er betydelig høyere enn for lineære drivere. Det anbefales imidlertid å velge en inngangsspenning som bare er 2-3V høyere enn spenningsfallet over lysdiodene. Driveren er også interessant fordi utgang 2 (DIM) på QX5241-brikken kan brukes til dimming - regulering av driverstrømmen og følgelig lysstyrken til LED-en. For å gjøre dette må pulser (PWM) med en frekvens på opptil 20 KHz leveres til denne utgangen. Enhver passende mikrokontroller kan håndtere dette. Resultatet kan være en driver med flere driftsmoduser.

En integrert del av enhver høykvalitets LED-lampe eller armatur er driveren. I forhold til belysning skal konseptet "driver" forstås som en elektronisk krets som konverterer inngangsspenningen til en stabilisert strøm av en gitt verdi. Funksjonaliteten til driveren bestemmes av bredden på inngangsspenningsområdet, evnen til å justere utgangsparametere, mottakelighet for endringer i forsyningsnettverket og effektivitet.

Kvalitetsindikatorene til lampen eller lampen som helhet, levetid og kostnad avhenger av de oppførte funksjonene. Alle strømforsyninger (PS) for LED er konvensjonelt delt inn i lineære og pulsede omformere. Lineære strømforsyninger kan ha en strøm- eller spenningsstabiliseringsenhet. Radioamatører konstruerer ofte kretser av denne typen med egne hender ved å bruke LM317-mikrokretsen. En slik enhet er enkel å montere og har lave kostnader. Men på grunn av den svært lave effektiviteten og åpenbare begrensninger på kraften til tilkoblede lysdioder, er utsiktene for utvikling av lineære omformere begrensede.

Bytte av drivere kan ha en effektivitet på mer enn 90 % og en høy grad av beskyttelse mot nettverksinterferens. Strømforbruket deres er titalls ganger mindre enn strømmen som leveres til lasten. Takket være dette kan de produseres i en forseglet kasse og er ikke redd for overoppheting.

De første pulsstabilisatorene hadde en kompleks enhet uten tomgangsbeskyttelse. Deretter ble de modernisert, og på grunn av den raske utviklingen av LED-teknologier dukket det opp spesialiserte brikker med frekvens- og pulsbreddemodulasjon.

LED-strømforsyningskrets basert på en kondensatordeler

Dessverre gir ikke utformingen av billige 220V LED-lamper fra Kina verken en lineær eller en pulsstabilisator. Motivert av den eksepsjonelt lave prisen på det ferdige produktet, var den kinesiske industrien i stand til å forenkle strømforsyningskretsen så mye som mulig. Det er ikke riktig å kalle det en driver, siden det ikke er noen stabilisering her. Figuren viser at den elektriske kretsen til lampen er designet for å fungere fra et 220V-nettverk. Vekselspenningen reduseres av RC-kretsen og tilføres diodebroen. Deretter jevnes den likerettede spenningen delvis ut av en kondensator og tilføres LED-ene gjennom en strømbegrensende motstand. Denne kretsen har ikke galvanisk isolasjon, det vil si at alle elementer er konstant på høyt potensial.

Som et resultat fører hyppige senking av nettspenningen til flimring av LED-lampen. Omvendt forårsaker en overdreven nettverksspenning en irreversibel aldringsprosess av kondensatoren med tap av kapasitet, og noen ganger forårsaker den brudd. Det er verdt å merke seg at en annen alvorlig negativ side av denne ordningen er den akselererte prosessen med LED-degradering på grunn av ustabil forsyningsstrøm.

Driverkrets for CPC9909

Moderne pulsdrivere for LED-lamper har en enkel krets, slik at du enkelt kan gjøre det selv med egne hender. I dag, for å bygge drivere, produseres en rekke integrerte kretser, spesielt designet for å kontrollere høyeffekts LED-er. For å forenkle oppgaven for elskere av elektroniske kretser, gir utviklere av integrerte drivere for lysdioder typiske koblingsskjemaer og beregninger av ledningskomponenter i dokumentasjonen.

Generell informasjon

Det amerikanske selskapet Ixys har lansert produksjonen av CPC9909-brikken, designet for å kontrollere LED-enheter og lysdioder med høy lysstyrke. Driveren basert på CPC9909 er liten i størrelse og krever ikke store investeringer. CPC9909 IC er produsert i plan design med 8 pinner (SOIC-8) og har en innebygd spenningsregulator.

Takket være tilstedeværelsen av en stabilisator, er driftsområdet til inngangsspenningen 12-550V fra en DC-kilde. Minste spenningsfall over lysdiodene er 10 % av forsyningsspenningen. Derfor er CPC9909 ideell for tilkobling av høyspent LED. IC fungerer perfekt i temperaturområdet fra -55 til +85°C, noe som betyr at den er egnet til å designe LED-lamper og armaturer for utendørsbelysning.

Pin oppgave

Det er verdt å merke seg at ved hjelp av CPC9909 kan du ikke bare slå på og av en kraftig LED, men også kontrollere gløden. For å lære om alle egenskapene til IC, vurder formålet med konklusjonene.

1. VIN. Designet for å levere strømspenning.
2. CS. Designet for å koble til en ekstern strømsensor (motstand), som den maksimale LED-strømmen stilles inn med.
3. GND. Generell driverutgang.
4. PORT. Utgang fra mikrokretsen. Leverer et modulert signal til porten til krafttransistoren.
5. P.W.M.D. Lavfrekvent dimmeinngang.
6. VDD. Utgang for forsyningsspenningsregulering. I de fleste tilfeller er den koblet via en kondensator til en felles ledning.
7. L.D. Designet for å stille inn analog dimming.
8. RT. Designet for å koble til en tidsinnstillingsmotstand.

Ordningen og dens operasjonsprinsipp

En typisk tilkobling av CPC9909 drevet fra et 220V-nettverk er vist i figuren. Kretsen er i stand til å drive én eller flere lysdioder med høy effekt eller høy lysstyrke. Kretsen kan enkelt settes sammen med egne hender, selv hjemme. Den ferdige driveren krever ikke justering, med tanke på riktig valg av eksterne elementer og overholdelse av reglene for installasjon.
Driveren for en 220V LED-lampe basert på CPC9909 fungerer ved å bruke pulsfrekvensmodulasjonsmetoden. Dette betyr at pausetiden er en konstant verdi (time-off=konst). Vekselspenningen likerettes av en diodebro og jevnes ut av et kapasitivt filter C1, C2. Deretter går den til VIN-inngangen til mikrokretsen og starter prosessen med å generere strømpulser ved GATE-utgangen. ICs utgangsstrøm driver krafttransistoren Q1. I det øyeblikket transistoren er åpen (pulstid "tid-på") flyter laststrømmen gjennom kretsen: "+ diodebro" - LED - L - Q1 - R S - "-diodebro".
I løpet av denne tiden akkumulerer induktoren energi for å overføre den til lasten under en pause. Når transistoren lukkes, gir induktorenergien laststrøm i kretsen: L – D1 – LED – L.
Prosessen er syklisk, noe som resulterer i en sagtannstrøm gjennom LED-en. Maksimums- og minimumsverdien til sagen avhenger av induktansen til induktoren og driftsfrekvensen.
Pulsfrekvensen bestemmes av verdien av motstanden RT. Amplituden til pulsene avhenger av motstanden til motstanden RS. LED-strømmen stabiliseres ved å sammenligne den interne referansespenningen til IC med spenningsfallet over R S . En sikring og en termistor beskytter kretsen mot mulige nødforhold.

Beregning av eksterne elementer

Frekvensinnstillingsmotstand

Varigheten av pausen settes av en ekstern motstand R T og bestemmes ved hjelp av en forenklet formel:

t pause =R T/66000+0,8 (µs).

På sin side er pausetiden relatert til driftssyklusen og frekvensen:

t pause =(1-D)/f (s), hvor D er arbeidssyklusen, som er forholdet mellom pulstiden og perioden.

Strømsensor

Resistansvurderingen R S spesifiserer amplitudeverdien til strømmen gjennom LED-en og beregnes ved hjelp av formelen: R S =U CS /(I LED +0,5*I L-puls), der U CS er den kalibrerte referansespenningen lik 0,25V;

I LED – strøm gjennom LED;

I L puls – verdien av belastningsstrømrippel, som ikke bør overstige 30%, det vil si 0,3*I LED.

Etter konverteringen vil formelen ha formen: R S =0,25/1,15*I LED (Ohm).

Effekten som forsvinner av strømsensoren bestemmes av formelen: P S =R S *I LED *D (W).

En motstand med en kraftreserve på 1,5-2 ganger er akseptert for installasjon.

Gasspedal

Som kjent kan ikke induktorstrømmen endres brått, øke under pulsen og avta under pausen. Radioamatørens oppgave er å velge en spole med en induktans som gir et kompromiss mellom kvaliteten på utgangssignalet og dets dimensjoner. For å gjøre dette, husk krusningsnivået, som ikke bør overstige 30%. Da trenger du en induktans med en nominell verdi:

L=(US LED *t pause)/ I L puls, der U LED er spenningsfallet over LED(ene), tatt fra I-V karakteristikken.

Strømfilter

To kondensatorer er installert i strømkretsen: C1 – for å jevne ut den likerettede spenningen og C2 – for å kompensere for frekvensinterferens. Siden CPC9909 opererer over et bredt inngangsspenningsområde, er det ikke behov for en stor elektrolytisk C1-kapasitans. 22 uF vil være nok, men mer er mulig. Kapasitansen til metallfilm C2 for en krets av denne typen er standard - 0,1 μF. Begge kondensatorene må tåle en spenning på minst 400V.

Imidlertid insisterer brikkeprodusenten på å installere kondensatorer C1 og C2 med lav ekvivalent seriemotstand (ESR) for å unngå den negative effekten av høyfrekvent støy som oppstår når driveren bytter.

Likeretter

Diodebroen velges basert på maksimal foroverstrøm og reversspenning. For drift i et 220V-nettverk må reversspenningen være minst 600V. Den beregnede verdien av foroverstrømmen avhenger direkte av laststrømmen og er definert som: I AC =(π*I LED)/2√2, A.

Den resulterende verdien må multipliseres med to for å øke påliteligheten til kretsen.

Velge gjenværende kretselementer

Kondensator C3 installert i strømforsyningskretsen til mikrokretsen skal ha en kapasitet på 0,1 µF med en lav ESR-verdi, lik C1 og C2. De ubrukte pinnene PWMD og LD er også koblet til fellesledningen via C3.

Transistor Q1 og diode D1 fungerer i pulsmodus. Derfor bør valget gjøres under hensyntagen til deres frekvensegenskaper. Bare elementer med kort gjenopprettingstid vil være i stand til å inneholde den negative påvirkningen av transienter i svitsjingsøyeblikket ved en frekvens på omtrent 100 kHz. Den maksimale strømmen gjennom Q1 og D1 er lik amplitudeverdien til LED-strømmen, tatt i betraktning valgt driftssyklus: I Q1 = I D1 = D*I LED, A.

Spenningen påført Q1 og D1 er pulsert i naturen, men ikke mer enn den likerettede spenningen tatt i betraktning det kapasitive filteret, det vil si 280V. Valg av kraftelementer Q1 og D1 bør gjøres med en margin, multiplisere de beregnede dataene med to.

Sikringen beskytter kretsen mot nødkortslutninger og må tåle maksimal belastningsstrøm i lang tid, inkludert impulsstøy.

I FUSE =5*I AC, A.

Installering av en RTH-termistor er nødvendig for å begrense driverens startstrøm når filterkondensatoren er utladet. Med sin motstand må RTH beskytte diodene til brolikeretteren mot sammenbrudd i de første sekundene av driften.

RTH =(√2*220)/5*I AC, Ohm.

Andre alternativer for å aktivere CPC9909

Mykstart og analog dimming

Hvis ønskelig, kan CPC9909 gi en myk tenning av LED-en når lysstyrken gradvis øker. Mykstart realiseres ved hjelp av to faste motstander koblet til LD-pinnen, som vist på figuren. Denne løsningen lar deg forlenge levetiden til LED.

Dessuten lar LD-pinnen deg implementere den analoge dimmefunksjonen. For å gjøre dette erstattes 2,2 kOhm-motstanden med en variabel motstand på 5,1 kOhm, og endrer dermed jevnt potensialet ved LD-pinnen.

Pulsdimming

Du kan kontrollere gløden til LED-en ved å bruke rektangulære pulser til PWMD-pinnen (pulsbreddemodulasjonsdimming). For å gjøre dette brukes en mikrokontroller eller en pulsgenerator med obligatorisk separasjon gjennom en optokobler.

I tillegg til det vurderte driveralternativet for LED-lamper, er det lignende kretsløsninger fra andre produsenter: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24, etc. Hver av dem har sine egne styrker og svakheter, men generelt sett lykkes de takle den tildelte belastningen når du monterer med egne hender.

Les også

Fordelene med LED-poter har blitt diskutert mange ganger. Overfloden av positive anmeldelser fra brukere av LED-belysning får deg til å tenke på Ilyichs egne lyspærer. Alt ville vært fint, men når det gjelder å beregne konverteringen av en leilighet til LED-belysning, er tallene litt "anstrengende".

For å erstatte en vanlig 75W-lampe trenger du en 15W LED-pære, og et dusin slike lamper må skiftes. Med en gjennomsnittlig kostnad på rundt $10 per lampe, ser budsjettet ut å være anstendig, og risikoen for å kjøpe en kinesisk "klon" med en livssyklus på 2-3 år kan ikke utelukkes. I lys av dette vurderer mange muligheten for å lage disse enhetene selv.

Strømteori for LED-lamper fra 220V

Det mest budsjettalternativet kan settes sammen med egne hender fra disse lysdiodene. Et dusin av disse små koster mindre enn en dollar, og lysstyrken tilsvarer en 75W glødelampe. Å sette alt sammen er ikke et problem, men hvis du ikke kobler dem direkte til nettverket, vil de brenne ut. Hjertet til enhver LED-lampe er drivkraften. Det bestemmer hvor lenge og hvor godt lyspæren vil lyse.

For å sette sammen en 220-volts LED-lampe med egne hender, la oss se på strømdriverkretsen.

Nettverksparametrene overskrider betydelig behovene til LED. For at LED-en skal fungere fra nettverket, er det nødvendig å redusere spenningsamplituden, strømstyrken og konvertere vekselspenningen til nettverket til likespenning.

For disse formålene brukes en spenningsdeler med motstand eller kapasitiv belastning og stabilisatorer.

Komponenter i en LED-armatur

En 220-volts LED-lampekrets vil kreve et minimum antall tilgjengelige komponenter.

• LED 3,3V 1W – 12 stk.;
• keramisk kondensator 0,27 µF 400-500V – 1 stk.;
• motstand 500 kOhm - 1 Mohm 0,5 - 1 W - 1 stk.t;
• 100V diode – 4 stk.;
• elektrolytiske kondensatorer 330 μF og 100 μF 16V 1 stk.;
• 12V spenningsstabilisator L7812 eller lignende – 1 stk.

Å lage en 220V LED-driver med egne hender

220 volt isdriverkretsen er ikke noe mer enn en byttestrømforsyning.

Som en hjemmelaget LED-driver fra et 220V-nettverk vil vi vurdere den enkleste byttestrømforsyningen uten galvanisk isolasjon. Den største fordelen med slike ordninger er enkelhet og pålitelighet. Men vær forsiktig når du monterer, siden denne kretsen ikke har noen strømgrense. LED-ene vil trekke de nødvendige halvannen ampere, men hvis du berører de nakne ledningene med hånden, vil strømmen nå titalls ampere, og et slikt strømstøt er veldig merkbart.

Den enkleste driverkretsen for 220V LED består av tre hovedtrinn:

• Kapasitiv spenningsdeler;
• diode bro;
• spenningsstabiliseringskaskade.

Første kaskade– kapasitiv reaktans på kondensator C1 med motstand. Motstanden er nødvendig for selvutlading av kondensatoren og påvirker ikke driften av selve kretsen. Rangeringen er ikke spesielt kritisk og kan være fra 100 kOhm til 1 Mohm med en effekt på 0,5-1 W. Kondensatoren er nødvendigvis ikke-elektrolytisk ved 400-500V (effektiv toppspenning i nettverket).

Når en halvbølge av spenning går gjennom en kondensator, sender den strøm til platene er ladet. Jo mindre kapasiteten er, desto raskere skjer full ladning. Med en kapasitet på 0,3-0,4 μF er ladetiden 1/10 av halvbølgeperioden til nettspenningen. Enkelt sagt vil bare en tidel av den innkommende spenningen gå gjennom kondensatoren.

Andre kaskade- diodebro. Den konverterer vekselspenning til likespenning. Etter å ha kuttet det meste av halvbølgespenningen med en kondensator, får vi ca 20-24V DC ved utgangen av diodebroen.

Tredje kaskade– utjevnende stabiliseringsfilter.

En kondensator med en diodebro fungerer som en spenningsdeler. Når spenningen i nettet endres, vil også amplituden ved utgangen til diodebroen endres.

For å jevne ut spenningsrippelen kobler vi en elektrolytisk kondensator parallelt med kretsen. Kapasiteten avhenger av kraften til lasten vår.

I driverkretsen bør forsyningsspenningen for lysdiodene ikke overstige 12V. Felleselementet L7812 kan brukes som stabilisator.

Den sammensatte kretsen til en 220-volts LED-lampe begynner å fungere umiddelbart, men før du kobler den til nettverket, isoler nøye alle utsatte ledninger og loddepunkter til kretselementer.

Driveralternativ uten strømstabilisator

Det er et stort antall driverkretser på nettverket for lysdioder fra et 220V-nettverk som ikke har strømstabilisatorer.

Problemet med enhver transformatorløs driver er krusningen av utgangsspenningen, og derfor lysstyrken til LED-ene. En kondensator installert etter diodebroen takler delvis dette problemet, men løser det ikke helt.

Det vil være rippel på diodene med en amplitude på 2-3V. Når vi installerer en 12V stabilisator i kretsen, selv med hensyn til krusning, vil amplituden til den innkommende spenningen være høyere enn avskjæringsområdet.

Spenningsdiagram i en krets uten stabilisator

Diagram i en krets med stabilisator

Derfor vil en driver for diodelamper, selv en montert med egne hender, ikke være dårligere i pulsasjonsnivå enn lignende enheter av dyre fabrikkproduserte lamper.

Som du kan se, er det ikke spesielt vanskelig å montere driveren med egne hender. Ved å endre parameterne til kretselementene kan vi variere utgangssignalverdiene innenfor vide grenser.

Hvis du ønsker å bygge en 220-volts LED-flomlyskrets basert på en slik krets, er det bedre å konvertere utgangstrinnet til 24V med en passende stabilisator, siden utgangsstrømmen til L7812 er 1,2A, begrenser dette lasteffekten til 10W. For kraftigere lyskilder er det nødvendig å enten øke antall utgangstrinn, eller bruke en kraftigere stabilisator med en utgangsstrøm på opptil 5A og installere den på en radiator.

En garanti for lysstyrke, effektivitet og holdbarhet til LED-kilder er riktig strømforsyning, som kan leveres av spesielle elektroniske enheter - drivere for LED. De konverterer AC-spenningen i 220V-nettet til en likespenning med en gitt verdi. En analyse av hovedtypene og egenskapene til enheter vil hjelpe deg å forstå hvilke funksjonsomformere utfører og hva du skal se etter når du velger dem.

Hovedfunksjonen til en LED-driver er å gi en stabilisert strøm som går gjennom LED-enheten. Verdien av strømmen som strømmer gjennom halvlederkrystallen må samsvare med navneskiltparametrene til LED-en. Dette vil sikre stabiliteten til krystallens glød og bidra til å unngå for tidlig nedbrytning. I tillegg, ved en gitt strøm, vil spenningsfallet tilsvare verdien som kreves for p-n-krysset. Du kan finne ut riktig forsyningsspenning for LED-en ved å bruke strøm-spenningskarakteristikken.

Ved belysning av bolig- og kontorlokaler med LED-lamper og armaturer brukes drivere, hvis kraft tilføres fra et 220V vekselstrømnett. Bilbelysning (frontlykter, DRL-er, etc.), sykkellykter og bærbare lommelykter bruker likestrømsforsyninger i området fra 9 til 36V. Noen lysdioder med lav effekt kan kobles til uten driver, men da må det inkluderes en motstand i kretsen for å koble lysdioden til et 220-volts nettverk.

Driverens utgangsspenning er angitt i området av to sluttverdier, mellom hvilke stabil drift er sikret. Det finnes adaptere med et intervall fra 3V til flere tiere. For å drive en krets med 3 seriekoblede hvite lysdioder, som hver har en effekt på 1 W, trenger du en driver med utgangsverdier U - 9-12V, I - 350 mA. Spenningsfallet for hver krystall vil være omtrent 3,3V, for totalt 9,9V, som vil være innenfor driverområdet.

Hovedegenskaper til omformere

Før du kjøper en driver for lysdioder, bør du gjøre deg kjent med de grunnleggende egenskapene til enhetene. Disse inkluderer utgangsspenning, merkestrøm og effekt. Utgangsspenningen til omformeren avhenger av spenningsfallet over LED-kilden, samt av tilkoblingsmetoden og antall lysdioder i kretsen. Strømmen avhenger av kraften og lysstyrken til emitterende diodene. Sjåføren må gi LED-ene den strømmen de trenger for å opprettholde den nødvendige lysstyrken.

En av de viktige egenskapene til sjåføren er kraften som enheten produserer i form av en last. Valget av driverkraft påvirkes av kraften til hver LED-enhet, det totale antallet og fargen på LED-ene. Algoritmen for å beregne kraft er at den maksimale effekten til enheten ikke skal være lavere enn forbruket til alle lysdioder:

P = P(led) × n,

hvor P(led) er effekten til en enkelt LED-kilde, og n er antall LED.

I tillegg må en obligatorisk betingelse være oppfylt for å sikre en gangreserve på 25-30 %. Derfor må maksimal effektverdi ikke være mindre enn verdien (1,3 x P).

Du bør også ta hensyn til fargeegenskapene til lysdiodene. Tross alt har halvlederkrystaller av forskjellige farger forskjellige spenningsfall når en strøm av samme styrke passerer gjennom dem. Så spenningsfallet til en rød LED ved en strøm på 350 mA er 1,9-2,4 V, da vil gjennomsnittsverdien av kraften være 0,75 W. For den grønne analogen er spenningsfallet i området fra 3,3 til 3,9V og ved samme strøm vil effekten være 1,25 W. Dette betyr at 16 røde LED-kilder eller 9 grønne kan kobles til driveren for 12V LED.

Nyttige råd! Når du velger en driver for lysdioder, anbefaler eksperter å ikke overse enhetens maksimale effektverdi.

Hva er typene drivere for lysdioder etter enhetstype?

Drivere for lysdioder er klassifisert etter enhetstype i lineære og pulserende. Strukturen og den typiske driverkretsen for lysdioder av lineær type er en strømgenerator på en transistor med en p-kanal. Slike enheter gir jevn strømstabilisering under tilstanden med ustabil spenning på inngangskanalen. De er enkle og billige enheter, men de er lite effektive, genererer mye varme under drift og kan ikke brukes som drivere for høyeffekts lysdioder.

Pulsenheter lager en serie høyfrekvente pulser i utgangskanalen. Deres drift er basert på PWM-prinsippet (pulsbreddemodulasjon), når den gjennomsnittlige utgangsstrømmen bestemmes av arbeidssyklusen, dvs. forholdet mellom pulsvarigheten og antall repetisjoner. Endringen i den gjennomsnittlige utgangsstrømmen oppstår på grunn av at pulsfrekvensen forblir uendret, og driftssyklusen varierer fra 10-80%.

På grunn av den høye konverteringseffektiviteten (opptil 95%) og kompaktheten til enhetene, er de mye brukt for bærbare LED-design. I tillegg har effektiviteten til enhetene en positiv effekt på varigheten av driften av autonome kraftenheter. Omformere av pulstype er kompakte i størrelse og har et bredt spekter av inngangsspenninger. Ulempen med disse enhetene er det høye nivået av elektromagnetisk interferens.

Nyttige råd! Du bør kjøpe en LED-driver ved å velge LED-kilder, etter å ha bestemt deg for en krets med LED-er fra 220 volt.

Før du velger en driver for lysdioder, må du vite forholdene for driften og plasseringen av LED-enhetene. Pulsbredde-drivere, som er basert på en enkelt mikrokrets, er i miniatyrstørrelse og er designet for å drives fra autonome lavspentkilder. Hovedapplikasjonen til disse enhetene er biltuning og LED-belysning. Men på grunn av bruken av en forenklet elektronisk krets er kvaliteten på slike omformere noe lavere.

Dimbare LED-drivere

Moderne drivere for lysdioder er kompatible med dimmeenheter for halvlederenheter. Bruken av dimbare drivere lar deg kontrollere belysningsnivået i lokalene: reduser intensiteten av gløden på dagtid, fremhev eller skjul individuelle elementer i interiøret og soner plassen. Dette gjør det igjen mulig å ikke bare bruke strøm rasjonelt, men også spare ressursen til LED-lyskilden.

Dimbare drivere kommer i to typer. Noen er koblet mellom strømforsyningen og LED-kilder. Slike enheter styrer energien som tilføres fra strømforsyningen til lysdiodene. Slike enheter er basert på PWM-kontroll, der energi tilføres lasten i form av pulser. Varigheten av pulsene bestemmer mengden energi fra minimum til maksimum verdi. Drivere av denne typen brukes hovedsakelig til LED-moduler med fast spenning, som LED-strips, tickers, etc.

Driveren styres ved hjelp av PWM eller

Dimbare omformere av den andre typen styrer strømkilden direkte. Prinsippet for deres drift består av både PWM-regulering og kontroll av mengden strøm som flyter gjennom LED-ene. Dimbare drivere av denne typen brukes til LED-enheter med stabilisert strøm. Det er verdt å merke seg at når du kontrollerer lysdioder ved hjelp av PWM-kontroll, observeres effekter som negativt påvirker synet.

Ved å sammenligne disse to kontrollmetodene er det verdt å merke seg at når du regulerer strømmen gjennom LED-kilder, observeres ikke bare en endring i lysstyrken til gløden, men også en endring i glødens farge. Dermed avgir hvite lysdioder gulaktig lys ved lavere strøm, og lyser blått når de økes. Når du kontrollerer lysdioder med PWM-kontroll, observeres effekter som negativt påvirker synet og et høyt nivå av elektromagnetisk interferens. I denne forbindelse brukes PWM-kontroll ganske sjelden, i motsetning til gjeldende regulering.

LED-driverkretser

Mange produsenter produserer driverbrikker for lysdioder som gjør at kildene kan drives fra redusert spenning. Alle eksisterende drivere er delt inn i enkle, laget på grunnlag av 1-3 transistorer, og mer komplekse som bruker spesielle mikrokretser med pulsbreddemodulasjon.

ON Semiconductor tilbyr et bredt utvalg av IC-er som grunnlag for drivere. De utmerker seg ved rimelige kostnader, utmerket konverteringseffektivitet, kostnadseffektivitet og lavt nivå av elektromagnetiske pulser. Produsenten presenterer en driver av pulstypen UC3845 med en utgangsstrøm på opptil 1A. På en slik brikke kan du implementere en driverkrets for en 10W LED.

Elektroniske komponenter HV9910 (Supertex) er en populær driverbrikke på grunn av sin enkle kretsoppløsning og lave pris. Den har innebygd spenningsregulator og utganger for lysstyrkekontroll, samt en utgang for programmering av svitsjefrekvensen. Utgangsstrømverdien er opptil 0,01A. På denne brikken er det mulig å implementere en enkel driver for lysdioder.

Basert på UCC28810-brikken (laget av Texas Instruments), kan du lage en driverkrets for høyeffekts LED-er. I en slik LED-driverkrets kan det lages en utgangsspenning på 70-85V for LED-moduler som består av 28 LED-kilder med en strøm på 3 A.

Nyttige råd! Hvis du planlegger å kjøpe ultra-lyse 10 W LED-er, kan du bruke en byttedriver basert på UCC28810-brikken for design laget av dem.

Clare tilbyr en enkel driver av pulstype basert på CPC 9909-brikken. Den inkluderer en omformerkontroller plassert i et kompakt hus. På grunn av den innebygde spenningsstabilisatoren kan omformeren drives fra en spenning på 8-550V. CPC 9909-brikken lar driveren operere under forhold med et bredt spekter av temperaturforhold fra -50 til 80 °C.

Hvordan velge en driver for lysdioder

Det finnes et bredt utvalg av LED-drivere på markedet fra forskjellige produsenter. Mange av dem, spesielt de som er laget i Kina, er lave i pris. Det er imidlertid ikke alltid lønnsomt å kjøpe slike enheter, siden de fleste av dem ikke oppfyller de deklarerte egenskapene. I tillegg er slike drivere ikke ledsaget av en garanti, og hvis de viser seg å være defekte, kan de ikke returneres eller erstattes med kvalitets.

Dermed er det en mulighet for å kjøpe en sjåfør hvis deklarerte effekt er 50 W. Men i virkeligheten viser det seg at denne egenskapen ikke er permanent, og slik kraft er bare kortsiktig. I virkeligheten vil en slik enhet fungere som en 30W eller maksimalt 40W LED-driver. Det kan også vise seg at fyllingen mangler noen komponenter som er ansvarlige for at sjåføren fungerer stabilt. I tillegg kan det brukes komponenter av lav kvalitet og med kort levetid, som i hovedsak er en defekt.

Når du kjøper, bør du være oppmerksom på produktmerket. Et kvalitetsprodukt vil definitivt indikere produsenten, som vil gi en garanti og vil være klar til å være ansvarlig for produktene deres. Det skal bemerkes at levetiden til drivere fra pålitelige produsenter vil være mye lengre. Nedenfor er den omtrentlige driftstiden til driverne avhengig av produsenten:

• sjåfør fra tvilsomme produsenter - ikke mer enn 20 tusen timer;
• enheter av gjennomsnittlig kvalitet - omtrent 50 tusen timer;
• omformer fra en pålitelig produsent som bruker komponenter av høy kvalitet - over 70 tusen timer.

Nyttige råd! Kvaliteten på LED-driveren er opp til deg å bestemme. Det skal imidlertid bemerkes at det er spesielt viktig å kjøpe en merkevarekonverter hvis vi snakker om å bruke den til LED-spotlights og kraftige lamper.

Beregning av drivere for lysdioder

For å bestemme utgangsspenningen til LED-driveren, er det nødvendig å beregne forholdet mellom effekt (W) og strøm (A). For eksempel har en driver følgende egenskaper: effekt 3 W og strøm 0,3 A. Det beregnede forholdet er 10V. Dermed vil dette være den maksimale utgangsspenningen til denne omformeren.

Relatert artikkel:

Typer. Tilkoblingsskjemaer for LED-kilder. Beregning av motstand for lysdioder. Kontrollerer LED med et multimeter. DIY LED-design.

Hvis du trenger å koble til 3 LED-kilder, er strømmen til hver av dem 0,3 mA ved en forsyningsspenning på 3V. Ved å koble en av enhetene til LED-driveren vil utgangsspenningen være lik 3V og strømmen vil være 0,3 A. Ved å samle to LED-kilder i serie vil utgangsspenningen være lik 6V og strømmen vil være 0,3 A. Ved å legge til en tredje LED til seriekjeden vil vi få 9V og 0,3 A. Med en parallellkobling vil 0,3 A være likt fordelt mellom 0,1 A LED-ene. de vil motta bare 0,3 A.

Dette er algoritmen for hvordan LED-drivere fungerer. De produserer mengden strøm som de er designet for. Metoden for å koble til LED-enheter i dette tilfellet spiller ingen rolle. Det er drivermodeller som krever et hvilket som helst antall lysdioder koblet til dem. Men så er det en begrensning på kraften til LED-kilder: den bør ikke overstige kraften til selve driveren. Drivere er tilgjengelige som er designet for et visst antall tilkoblede lysdioder. Et mindre antall lysdioder kan kobles til dem. Men slike drivere har lav effektivitet, i motsetning til enheter designet for et spesifikt antall LED-enheter.

Det skal bemerkes at drivere designet for et fast antall emitterende dioder er utstyrt med beskyttelse mot nødsituasjoner. Slike omformere fungerer ikke riktig hvis færre lysdioder er koblet til dem: de vil flimre eller ikke lyse i det hele tatt. Dermed, hvis du kobler spenning til driveren uten en passende belastning, vil den fungere ustabilt.

Hvor kan du kjøpe drivere for lysdioder

Du kan kjøpe LED-drivere på spesialiserte steder som selger radiokomponenter. I tillegg er det mye mer praktisk å gjøre deg kjent med produktene og bestille det nødvendige produktet ved å bruke katalogene til de relevante nettstedene. I tillegg kan du i nettbutikker kjøpe ikke bare omformere, men også LED-belysningsenheter og relaterte produkter: kontrollenheter, tilkoblingsverktøy, elektroniske komponenter for reparasjon og montering av en driver for lysdioder med egne hender.

Selgende selskaper tilbyr et stort utvalg av drivere for lysdioder, hvis tekniske egenskaper og priser kan sees i prislistene. Produktpriser er som regel veiledende og spesifiseres ved bestilling fra prosjektleder. Utvalget inkluderer omformere med ulike styrker og beskyttelsesgrader, brukt til ekstern og intern belysning, samt til belysning og tuning av biler.

Når du velger en driver, bør du ta hensyn til bruksforholdene og strømforbruket til LED-designet. Derfor er det nødvendig å kjøpe en driver før du kjøper lysdioder. Så før du kjøper en driver for 12 volt LED-er, må du ta hensyn til at den skal ha en strømreserve på omtrent 25-30%. Dette er nødvendig for å redusere risikoen for skade eller fullstendig feil på enheten på grunn av kortslutning eller spenningsstøt i nettverket. Kostnaden for omformeren avhenger av antall kjøpte enheter, betalingsmåte og leveringstid.

Tabellen viser hovedparametrene og dimensjonene til 12 volt spenningsstabilisatorer for lysdioder, som indikerer deres estimerte pris:

Lage drivere for lysdioder med egne hender

Ved å bruke ferdige mikrokretser kan radioamatører uavhengig sette sammen drivere for lysdioder med forskjellige styrker. For å gjøre dette må du kunne lese elektriske diagrammer og ha ferdigheter i å jobbe med loddebolt. For eksempel kan du vurdere flere alternativer for DIY LED-drivere for LED.

Driverkretsen for en 3W LED kan implementeres basert på PT4115-brikken laget i Kina av PowTech. Mikrokretsen kan brukes til å drive LED-enheter over 1W og inkluderer kontrollenheter som har en ganske kraftig transistor ved utgangen. Den PT4115-baserte driveren er svært effektiv og har et minimum antall ledningskomponenter.

Oversikt over PT4115 og tekniske parametere for komponentene:

• lysstyrkekontrollfunksjon (dimming);
• inngangsspenning - 6-30V;
• utgangsstrømverdi - 1,2 A;
• gjeldende stabiliseringsavvik opp til 5 %;
• beskyttelse mot lastbrudd;
• tilstedeværelse av utganger for dimming;
• effektivitet – opptil 97 %.

Mikrokretsen har følgende konklusjoner:

• for utgangsbryter – SW;
• for signal- og forsyningsseksjonene til kretsen - GND;
• for lysstyrkekontroll – DIM;
• inngangsstrømsensor – CSN;
• forsyningsspenning – VIN;

DIY LED-driverkrets basert på PT4115

Driverkretser for strømforsyning av LED-enheter med en dissiperende effekt på 3 W kan utformes i to versjoner. Den første antar tilstedeværelsen av en strømkilde med en spenning fra 6 til 30V. En annen krets gir strøm fra en AC-kilde med en spenning på 12 til 18V. I dette tilfellet introduseres en diodebro i kretsen, ved utgangen som en kondensator er installert. Den hjelper til med å jevne ut spenningssvingninger; kapasiteten er 1000 µF.

For den første og andre kretsen er kondensatoren (CIN) av spesiell betydning: denne komponenten er designet for å redusere rippel og kompensere for energien som akkumuleres av induktoren når MOP-transistoren er slått av. I fravær av en kondensator vil all den induktive energien gjennom halvlederdioden DSB (D) nå forsyningsspenningsutgangen (VIN) og vil forårsake sammenbrudd av mikrokretsen i forhold til forsyningen.

Nyttige råd! Det bør tas i betraktning at det ikke er tillatt å koble til en driver for lysdioder i fravær av en inngangskondensator.

Tatt i betraktning antall og hvor mye lysdioder forbruker, beregnes induktansen (L). I LED-driverkretsen bør du velge en induktans hvis verdi er 68-220 μH. Dette fremgår av data fra teknisk dokumentasjon. En liten økning i verdien av L kan tillates, men det bør tas i betraktning at da vil effektiviteten til kretsen som helhet reduseres.

Så snart spenningen påføres, vil størrelsen på strømmen som går gjennom motstanden RS (fungerer som en strømsensor) og L være null. Deretter analyserer CS-komparatoren potensialnivåene plassert før og etter motstanden - som et resultat vises en høy konsentrasjon ved utgangen. Strømmen som går til lasten øker til en viss verdi kontrollert av RS. Strømmen øker avhengig av induktansverdien og spenningsverdien.

Montering av driverkomponenter

Ledningskomponentene til RT 4115-mikrokretsen er valgt under hensyntagen til produsentens instruksjoner. For CIN bør en lavimpedanskondensator (lav ESR-kondensator) brukes, siden bruk av andre analoger vil påvirke drivereffektiviteten negativt. Hvis enheten får strøm fra en enhet med en stabilisert strøm, vil det være nødvendig med én kondensator med en kapasitet på 4,7 μF eller mer ved inngangen. Det anbefales å plassere den ved siden av mikrokretsen. Hvis strømmen er vekslende, må du introdusere en solid tantalkondensator med en kapasitans på minst 100 μF.

I koblingskretsen for 3 W LED er det nødvendig å installere en 68 μH induktor. Den bør plasseres så nær SW-terminalen som mulig. Du kan lage spolen selv. For å gjøre dette trenger du en ring fra en mislykket datamaskin og en viklingsledning (PEL-0,35). Som diode D kan du bruke FR 103-dioden: kapasitans 15 pF, gjenopprettingstid 150 ns, temperatur fra -65 til 150 ° C. Den kan håndtere strømpulser opp til 30A.

Minimumsverdien til RS-motstanden i en LED-driverkrets er 0,082 ohm, strømmen er 1,2 A. For å beregne motstanden må du bruke verdien av strømmen som kreves av LED. Nedenfor er formelen for beregning:

RS = 0,1/I,

hvor I er merkestrømmen til LED-kilden.

RS-verdien i LED-driverkretsen er henholdsvis 0,13 Ohm, strømverdien er 780 mA. Dersom en slik motstand ikke finnes, kan flere lavmotstandskomponenter benyttes ved å bruke motstandsformelen for parallell- og seriekobling i beregningen.

DIY driveroppsett for en 10 Watt LED

Du kan selv sette sammen en driver for en kraftig LED ved å bruke elektroniske tavler fra mislykkede lysrør. Oftest brenner lampene i slike lamper ut. Det elektroniske kortet forblir operativt, noe som gjør at komponentene kan brukes til hjemmelagde strømforsyninger, drivere og andre enheter. Transistorer, kondensatorer, dioder og induktorer (chokes) kan være nødvendig for drift.

Den defekte lampen må demonteres forsiktig med en skrutrekker. For å lage en driver for en 10 W LED, bør du bruke en fluorescerende lampe med en effekt på 20 W. Dette er nødvendig for at gassen skal tåle belastningen med en reserve. For en kraftigere lampe, bør du enten velge riktig bord, eller erstatte selve induktoren med en analog med en større kjerne. For LED-kilder med lavere effekt kan du justere antall omdreininger på viklingen.

Deretter må du lage 20 omdreininger med ledning over de primære svingene til viklingen og bruke et loddebolt for å koble denne viklingen til likeretterdiodebroen. Sett etter dette på spenning fra 220V-nettet og mål utgangsspenningen på likeretteren. Verdien var 9,7V. LED-kilden bruker 0,83 A gjennom amperemeteret. Rangeringen til denne LED-en er 900 mA, men det reduserte strømforbruket vil øke ressursen. Diodebroen monteres ved hengende montering.

Den nye tavlen og diodebroen kan plasseres i stativ fra en gammel bordlampe. Dermed kan LED-driveren settes sammen uavhengig av tilgjengelige radiokomponenter fra defekte enheter.

På grunn av det faktum at lysdioder er ganske krevende for strømforsyninger, er det nødvendig å velge riktig driver for dem. Hvis omformeren er valgt riktig, kan du være sikker på at parameterne til LED-kildene ikke vil forringes og lysdiodene vil vare sin tiltenkte levetid.