LED svjetiljke su postale široko rasprostranjene, i kao rezultat toga, započela je aktivna proizvodnja sekundarnih izvora energije. Vozač LED žarulje može stabilno održavati zadane vrijednosti struje na izlazu uređaja, stabilizirajući napon koji prolazi kroz lanac dioda.
Mi ćemo sve govoriti o vrstama i principima rada uređaja za konverziju struje za rad sijalice diode. Predloženi članak daje smjernice za odabir vozača i daje korisne preporuke. Nezavisni električari u kućanstvu naći ćemo dokazane u praksi dijagrame ožičenja.
Svrha i opseg
Kristali dioda sastoje se od dva poluvodiča - anode (plus) i katode (minus), koji su odgovorni za transformaciju električnih signala. Jedno područje ima P-provodljivost, druga - N. Kada je struja spojena, kroz te elemente teče struja.
Zbog tog polariteta, elektroni iz zone P-tipa ulaze u zonu N-tipa, i obrnuto, naboji iz točke N hrle prema P. Međutim, svaki dio regije ima svoje granice, nazvane PN prijelazi. U tim područjima, čestice se susreću i međusobno se apsorbiraju ili rekombiniraju.
Dioda pripada poluvodičkim elementima i ima samo jedan pn spoj. Iz tog razloga, glavna karakteristika koja određuje stupanj svjetline njihovog sjaja nije napon, nego struja
Tijekom PN prijelaza napon se smanjuje za određeni broj volta, uvijek isti za svaki element kruga. S obzirom na te vrijednosti, upravljački program stabilizira ulaznu struju i na izlazu oblikuje konstantnu vrijednost.
Koja snaga je potrebna i koje su vrijednosti gubitaka tijekom PN prolaza naznačene u putovnici LED uređaja. Stoga, pri odabiru sijalice diode, potrebno je uzeti u obzir parametre napajanja, čiji raspon bi trebao biti dovoljan da nadomjesti izgubljenu energiju.
Da bi LED-ovi velike snage radili na vremenu specificiranom u karakteristikama, potrebna je stabilizirajuća naprava - vozač. Elektronski mehanizam uvijek pokazuje izlazni napon.
Napajanja s naponima od 10 do 36 V koriste se za opremanje rasvjetnih uređaja.
Tehnika može biti različitih vrsta:
- prednja svjetla za automobile, bicikle, motocikle itd.;
- mala prijenosna ili ulična svjetla;
- LED vladari, vrpce, stropna svjetla i moduli.
Međutim, za LED-ove male snage, kao iu slučaju korištenja stalnog napona, vozači ne smiju koristiti. Umjesto njih, u sklop se uvodi otpornik, a napaja se i 220 V.
Princip rada napajanja
Pogledajmo kakve su razlike između izvora napona i napajanja. Primjerice, razmotrite shemu prikazanu u nastavku.
Spajanjem na 12 V napajanje 40 Ohm otpornik, struja od 300 mA će teći kroz nju (Slika A). Kod paralelnog spajanja na krug drugog otpornika, trenutna vrijednost će biti - 600 mA (B). Međutim, napon će ostati nepromijenjen.
Unatoč spajanju dvaju otpornika na napajanje, drugi izlaz će proizvesti konstantan napon, jer u idealnim uvjetima ne poštuje opterećenje.
Sada ćemo pogledati kako se vrijednosti mijenjaju ako su otpornici spojeni na napajanje u krugu. Slično tome, uvodimo otpornik od 40 ohma s pogonom od 300 mA. Potonji stvara napon od 12 V na njemu (shema B).
Ako je sklop sastavljen od dva otpornika, tada je vrijednost struje nepromijenjena, a napon će biti 6 V (H).
Vozač, za razliku od naponskog izvora, održava trenutne parametre na izlazu, no napon napajanja može se promijeniti
Zaključujući, možemo reći da kvalitetni pretvarač opterećuje opterećenje s nazivnom strujom čak i kada napon padne. U skladu s tim, kristali dioda od 2 V ili 3 V i struja od 300 mA će jednako gorjeti pri smanjenom naponu.
Posebne karakteristike pretvarača
Jedan od najvažnijih pokazatelja je prijenos snage pod opterećenjem. Uređaj se ne može preopteretiti i pokušati dobiti maksimalne moguće rezultate.
Neispravna uporaba pridonosi brzom neuspjehu ne samo mehanizma gledanja, nego i LED čipova.
Glavni čimbenici koji utječu na rad uključuju:
- sastavni elementi upotrijebljeni u postupku sklapanja;
- stupanj zaštite (IP);
- minimalne i maksimalne vrijednosti ulaza i izlaza;
- proizvođač.
Suvremeni modeli pretvarača izrađeni su na osnovi mikro-sklopova i primjenjuju tehnologiju pretvorbe širine impulsa (PWM).
Za vrijeme rada jedinice za napajanje, implementirana je metoda modulacije širine impulsa za reguliranje izlaznog napona, dok izlaz održava sličnu vrstu struje kao i na ulazu
Takvi uređaji imaju visok stupanj zaštite od kratkih spojeva, preopterećenja mreže i također imaju povećanu učinkovitost.
Postojeća pravila za odabir pretvarača
Da biste kupili pretvornik LED svjetiljki, trebali biste proučiti ključne karakteristike uređaja. Potrebno je osloniti se na izlazni napon, nazivnu struju i izlaznu snagu.
Snaga svjetlosnih dioda
Prvo ćemo analizirati izlazni napon, koji je podložan nekoliko faktora:
- vrijednost gubitka napona pri PN prijelazima kristala;
- broj svjetlosnih dioda u lancu;
- dijagram veze.
Parametri nazivne struje mogu se odrediti karakterističnim značajkama potrošača, odnosno snagom LED elemenata i stupnjem njihove svjetline.
Ovaj indikator će utjecati na struju koju troše kristali, čiji se raspon razlikuje ovisno o traženoj svjetlosti. Zadatak pretvarača je osigurati te elemente snabdijevanjem potrebnom količinom energije.
Izlazni napon mora biti veći ili jednak ukupnoj količini energije koja se troši u svakoj jedinici električnog kruga.
Snaga uređaja ovisi o snazi svakog LED elementa, njihovoj boji i količini.
Za izračun potrošnje energije uporabom sljedeće formule:
P H = P LED * N,
gdje
- P LED - električno opterećenje koje stvara jedna dioda,
- N je broj kristala u lancu.
Te brojke ne bi smjele biti manje od snage vozača. Sada je potrebno odrediti traženu nominalnu vrijednost.
Maksimalna snaga uređaja
Potrebno je uzeti u obzir činjenicu da bi, kako bi se osigurao stabilan rad pretvarača, njegove nominalne vrijednosti trebale premašiti primljenu vrijednost P H za 20-30%.
Dakle, formula dobiva oblik:
Pmax> (1, 2..1, 3) * PH,
gdje je Pmax nazivna snaga napajanja.
Osim snage i broja potrošača na ploči, sila opterećenja je također podložna faktorima boje potrošača. Pri istoj struji, ovisno o senci, postoje različiti pokazatelji pada napona.
Vozač za LED žarulju trebao bi proizvesti količinu struje koja je potrebna kako bi se osigurala maksimalna svjetlina. Prilikom odabira uređaja, kupac mora zapamtiti da napajanje mora biti veće od svih LED dioda
Uzmite, na primjer, LED diode američke tvrtke Cree iz linije XP-E u crvenoj boji.
Njihove karakteristike su sljedeće:
- pad napona od 1, 9-2, 4 V;
- struja 350 mA;
- prosječna potrošnja energije od 750 mW.
Analog zelene boje s istom strujom imat će potpuno različite pokazatelje: gubitak na PN spojevima je 3.3–3.9 V, a snaga je 1.25 W.
Prema tome, možemo izvući zaključke: vozač dizajniran za 10 W koristi se za napajanje dvanaest crvenih kristala ili osam zelenih.
Dijagram LED veze
Odabir vozača treba izvršiti nakon određivanja sheme za potrošače LED dioda. Ako najprije kupite svjetleće diode, a zatim pokupite konverter za njih, taj proces će biti popraćen mnogim poteškoćama.
Da biste pronašli uređaj koji osigurava rad upravo takvom broju potrošača s određenom shemom povezivanja, morat ćete potrošiti puno vremena.
Recimo primjer s šest potrošača. Gubici napona koji imaju su 3 V, potrošena struja je 300 mA. Da biste ih povezali, možete koristiti jednu od metoda, au svakom slučaju zahtijevani parametri napajanja bit će različiti.
Nedostatak alternativnog rasporeda dioda je potreba za napajanjem visokim naponom, ako ima mnogo kristala u krugu
U našem slučaju, uz serijsku vezu, potreban je blok od 18 V s strujom od 300 mA. Glavna prednost ove metode je da ista sila prolazi kroz cijelu liniju, odnosno sve diode su osvijetljene identičnom svjetlinom.
Nedostatak paralelnog postavljanja potrošača je razlika u svjetlini sjaja svakog lanca. Takav negativni fenomen javlja se zbog varijacije parametara dioda zbog razlika između struje koja prolazi kroz svaku liniju.
Ako se koristi paralelni položaj, dovoljno je koristiti 9 V pretvarač, no vrijednosti potrošnje struje udvostručit će se u usporedbi s prethodnom metodom.
Metoda sekvencijalnog rasporeda dviju dioda ne može se primijeniti zamjenom broja kristala u skupini - 3 ili više. Takva ograničenja su posljedica činjenice da previše struje može proći kroz jedan element, a to stvara vjerojatnost kvara cijelog kruga.
Ako se koristi sekvencijska metoda s formiranjem parova dviju LED dioda, koristi se pogonitelj s istim pokazateljima kao u prethodnom slučaju. U tom slučaju, svjetlina osvjetljenja će biti već jednolika.
Međutim, ni ovdje nije bilo negativnih nijansi: kada se snaga primijeni na grupu, zbog varijacija u karakteristikama, jedna od LED dioda može se otvoriti brže od druge, odnosno struja koja će dvostruko premašiti nominalnu vrijednost.
Mnoge vrste LED za kućnu rasvjetu namijenjene su za takve kratkotrajne skokove, ali ova metoda je manje popularna.
Vrste upravljačkih programa prema vrsti uređaja
Uređaji koji pretvaraju 220 V napajanja u potrebne indikatore za LED diode konvencionalno su podijeljeni u tri kategorije: elektronički; na temelju kondenzatora; prigušiti.
Tržište rasvjetnih dodataka zastupljeno je širokim izborom modela vozača, uglavnom od kineskog proizvođača. I unatoč niskom rasponu cijena, od tih uređaja, možete odabrati prilično pristojnu opciju. Međutim, vrijedi obratiti pozornost na jamstveni list, t. nisu svi proizvodi prihvatljive kvalitete.
Elektronički prikaz uređaja
U idealnom slučaju, elektronički pretvarač bi trebao biti opremljen tranzistorom. Njegova je uloga izvršiti istovar čipa za podešavanje. Da bi se eliminiralo ili maksimiziralo izglađivanje valova, na izlaz se montira kondenzator.
Ova vrsta uređaja spada u skupu kategoriju, ali je sposobna stabilizirati struju do 750 mA, na koju balastni mehanizmi nisu sposobni.
Najnoviji upravljački programi uglavnom su instalirani na žarulje s E27 utičnicom. Iznimka od pravila je Gaussov GU5.3 proizvod. Opremljeni su pretvaračem bez transformatora. Međutim, stupanj pulsiranja u njima doseže nekoliko stotina Hz.
Pulsiranje nije jedini nedostatak u pretvaračima. Drugi se može nazvati elektromagnetska interferencija visokofrekventnog (HF) opsega. Dakle, ako su drugi električni uređaji, na primjer, radio, spojeni na utičnicu spojenu na žarulju, možete očekivati ometanje pri prijemu digitalnih FM frekvencija, televizora, usmjerivača itd.
U opcionalnom uređaju visokokvalitetnog instrumenta trebala bi postojati dva kondenzatora: jedan je elektrolitički za zaglađivanje pulsacija, drugi je keramički, za spuštanje VF. Međutim, ova se kombinacija može rijetko susresti, pogotovo ako govorimo o kineskim proizvodima.
Oni koji imaju zajedničke koncepte u takvim dijagramima ožičenja mogu samostalno odabrati izlazne parametre elektroničkog pretvarača, mijenjajući vrijednost otpornika
Zbog visoke učinkovitosti (do 95%), takvi su mehanizmi prikladni za uređaje velike snage koji se koriste u različitim područjima, primjerice za ugađanje automobila, uređaje za uličnu rasvjetu, kao i za potrošačke LED izvore.
Napajanje na bazi kondenzatora
Sada se okrećite ne tako popularnim uređajima - na temelju kondenzatora. Gotovo sve sheme jeftinih LED svjetiljki, gdje se koriste ti tipovi vozača, imaju slične karakteristike.
Međutim, zbog modifikacija proizvođača, one se podvrgavaju promjenama, primjerice, uklanjanju bilo kojeg elementa lanca. Osobito često ovaj detalj je jedan od kondenzatora - izglađivanje.
Zbog nekontroliranog punjenja tržišta jeftinim i niskokvalitetnim robama, korisnici mogu osjetiti 100% pulsiranje svjetiljki. Čak i bez ulaska u njihov uređaj, može se tvrditi da je element za izglađivanje uklonjen iz kruga.
Postoje samo dvije prednosti takvih mehanizama: dostupni su za samostalnu montažu, a njihova učinkovitost jednaka je sto posto, jer će gubici biti samo na pn spojevima i otporima.
Isti broj negativnih strana: niska električna sigurnost i visok stupanj pulsiranja. Drugi nedostatak je oko 100 Hz i nastaje kao rezultat ispravljanja izmjeničnog napona. GOST registrira dopuštenu brzinu mreškanja od 10-20%, ovisno o namjeni prostorije u kojoj je instaliran rasvjetni uređaj.
Jedini način da ugladite ovaj nedostatak je da odaberete kondenzator s ispravnim rejtingom. Ipak, ne treba računati na potpuno uklanjanje problema - takvo rješenje može samo izgladiti intenzitet rafala.
Pretvarači struje za prigušivanje
Pogoni za prigušivanje za LED-žarulje koje se mogu prigušiti omogućuju vam promjenu dolaznih i odlaznih indikatora struje, uz istovremeno smanjenje ili povećanje svjetline svjetlosti koju emitiraju diode.
Postoje dva načina povezivanja:
- prvi uključuje glatki start;
- drugi je pulsiran.
Razmotrite princip rada upravljačkih sklopova koji se mogu prigušivati na temelju CPC9909 čipa koji se koristi kao regulacijski uređaj za LED sklopove, uključujući i one s visokom svjetlinom.
Standardni sklopni sklop CPC9909 s 220 V. Prema shematskim uputama, moguće je kontrolirati jednog ili više snažnih potrošača.
Uz lagani start, mikrokrugovi s upravljačkim programom osiguravaju postupno uključivanje dioda s povećanjem svjetline. Za ovaj proces koriste se dva otpornika, spojena na LD terminal, projektirana za obavljanje glatkog zadatka prigušivanja. Tako se ostvaruje važan zadatak - produljenje vijeka trajanja LED elemenata.
Isti izlaz osigurava analognu regulaciju - otpornik od 2, 2 kΩ mijenja se u snažniji izmjenični analog - 5, 1 kΩ. Time se postupno mijenja izlazni potencijal.
Primjena druge metode podrazumijeva primjenu pravokutnih impulsa na niskofrekventni izlaz PWMD-a. U ovom slučaju koristi se ili mikrokontroler ili generator impulsa, koji su nužno odvojeni optičkim sklopom.
Sa ili bez trupa?
Vozači se izdaju u slučaju ili bez. Prva opcija je najčešća i skuplja. Takvi su uređaji zaštićeni od vlage i čestica prašine.
Prilagodbe drugog tipa primjenjuju se pri izvođenju skrivene instalacije, odnosno razlikuju se u jeftinosti.
Napajanje svih prikazanih uređaja može biti iz mreže od 12 V ili 220 V. Usprkos činjenici da nepakirani modeli imaju povoljnu cijenu, znatno zaostaju u pogledu sigurnosti i pouzdanosti mehanizma.
Svaki od njih se razlikuje dopuštene temperature tijekom rada - također je potrebno obratiti pozornost na odabir.
Klasična shema vozača
Za samostalnu montažu LED napajanja bavimo se najjednostavnijim uređajem impulsnog tipa, koji nema galvansku izolaciju. Glavna prednost ove vrste krugova je jednostavna veza i pouzdan rad.
Strujni krug napona od 220 V prikazan je kao sklopno napajanje. Prilikom montaže potrebno je slijediti sva pravila o električnoj sigurnosti, jer nema ograničenja za trenutni oporavak.
Shema takvog mehanizma sastoji se od tri glavna kaskadna područja:
- Separator napona na kapacitivnosti.
- Ispravljača.
- Stabilizatori napona.
Prvi dio - opozicija koju provodi izmjenična struja na kondenzatoru C1 s otpornikom. Potonji je potreban samo za samopunjenje inertnog elementa. To ne utječe na rad kruga.
Nominalna vrijednost otpornika može biti u rasponu od 100 kΩ-1 MΩ, snage 0, 5-1 W. Kondenzator mora biti elektrolitički, a njegova efektivna vrijednost vršnog napona je 400-500 V
Kada dobiveni poluvalni napon prođe kroz kondenzator, struja teče sve dok ploče ne budu potpuno napunjene. Чем меньше емкость механизма, тем меньше времени будет затрачено на его полный заряд.
Например, прибор объемом 0, 3-0, 4 мкФ заряжается в течение 1/10 периода полуволны, т. е. всего десятая доля проходящего напряжения пройдет через этот участок.
Процесс выпрямления на этом участке выполняется по схеме Гретца. Диодный мост подбирается, отталкиваясь от номинального тока и обратного напряжения. При этом последнее значение не должно быть меньше 600 В
Второй каскад является электрическим устройством, преобразующим (выпрямляющим) переменный ток в пульсирующий. Такой процесс называется двухполупериодным. Поскольку одна часть полуволны была сглажена конденсатором, на выходе этого участка постоянный ток будет равен 20-25 В.
Так как питание светодиодов не должно превышать 12 В, для схемы необходимо использовать стабилизирующий элемент. Для этого вводится емкостный фильтр. Например, можно применять модель L7812
Третий каскад работает на базе сглаживающего стабилизирующего фильтра – электролитического конденсатора. Выбор его емкостных параметров зависит от силы нагрузки.
Поскольку собранная схема воспроизводит свою работу сразу, нельзя касаться оголенных проводов, т. к. проводимый ток достигает десятков ампер – предварительно проводится изоляция линий.
Zaključci i koristan video na temu
Все сложности, с которыми может столкнуться радиолюбитель, подбирающий преобразователь для мощных LED ламп, подробно описаны в видеосюжете:
Ключевые особенности самостоятельного подключения преобразовательного прибора в электросхему:
Поэтапный инструктаж, описывающий процесс сборки своими руками светодиодного драйвера из подручных средств:
Несмотря на заявленные производителем десятки тысяч часов бесперебойной работы светодиодных ламп, есть множество факторов, существенно снижающих эти показатели.
Для сглаживания всех прыжков тока в электросистеме предназначены драйверы. К их выбору или самостоятельной сборке нужно подходить ответственно после просчета всех необходимых параметров.
Расскажите о том, как подбирали драйвер для работы светодиодной лампочки. Поделитесь своими аргументами и способами стабилизации поставки напряжения диодному прибору освещения. Оставляйте комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки по теме статьи.