Kuinka valita LED-lamppu ohjain: tyypit, tarkoitus + kytkentäominaisuudet

LED-lamput ovat yleistyneet, minkä seurauksena toissijaisten energialähteiden aktiivinen tuotanto on alkanut. LED-lampun kuljettaja pystyy pitämään asetetut virta-arvot stabiilisti laitteen ulostulossa vakauttaen diodien ketjun läpi kulkevan jännitteen.

Kerromme kaikille nykyisen muuntamislaitteen tyypeistä ja toimintaperiaatteista diodilampun käyttämiseksi. Artikkelimme antaa ohjeita kuljettajan valinnasta ja antaa hyödyllisiä suosituksia. Löydämme riippumattomia kodin sähköasentajia, joilla on todistetut kytkentäkaaviot.

Tarkoitus ja soveltamisala

Diodikiteet koostuvat kahdesta puolijohteesta - anodista (plus) ja katodista (miinus), jotka vastaavat sähköisten signaalien muuntamisesta. Yhden alueen johtavuus on P-tyyppi, toisen - N. Kun virtalähde on kytketty, virta kulkee näiden elementtien läpi.

Tämän polaarisuuden takia P-tyyppisestä vyöhykkeestä elektronit kiirehtivät N-tyyppiseen vyöhykkeeseen ja päinvastoin, varaukset N-pisteestä kiirehtivät P: hen. Jokaisella alueen osalla on kuitenkin omat rajansa, joita kutsutaan P-N-liitoksiksi. Näissä paikoissa hiukkasia löydetään ja absorboidaan tai yhdistetään toisiinsa.

Diodi viittaa puolijohdeelementeihin ja sillä on vain yksi p-n-liitos. Tästä syystä pääominaisuus, joka määrää heidän hehkuvuutensa, ei ole jännite, vaan virta

P-N-liittymien aikana jännite laskee tietyllä voltilla, aina sama jokaiselle piirin elementille. Kun nämä arvot otetaan huomioon, ohjain vakauttaa tulevan virran ja muodostaa vakiona arvon ulostulossa.

Millaista tehoa tarvitaan ja mitkä häviöarvot P-N-läpikulun aikana on merkitty LED-laitteen passiin. Siksi, varten diodipolttimen valitseminen on tarpeen ottaa huomioon virtalähteen parametrit, joiden alueen tulisi olla riittävä kompensoimaan menetetty energia.

Jotta suuritehoiset LEDit toimisivat ominaisuuksissa ilmoitetun ajan, tarvitaan vakauttava laite - kuljettaja. Lähtöjännite näkyy aina elektronisen mekanismin rungossa

Valaisinlaitteiden varustamiseen käytetään virtalähteitä, joiden jännite on 10-36 V.

Tekniikka voi olla erityyppistä:

• autojen, polkupyörien, moottoripyörien jne. ajovalot;
• pienet kannettavat tai katuvalot;
• led-valo, Nauhat, kattovalaisin ja moduulit.

Kuitenkin pienitehoiset ledit, samoin kuin käytettäessä vakiojännitettä, kuljettajien sallitaan olla käyttämättä. Sen sijaan piiriin tuodaan myös vastus, jonka jännite on myös 220 V.

Virtalähteen toimintaperiaate

Selvitetään, mitkä erot ovat jännitelähteen ja virtalähteen välillä. Tarkastele esimerkiksi alla esitettyä piiriä.

Kytkemällä 40 ohmin vastus 12 V: n virtalähteeseen 300 mA virta kulkee sen läpi (kuva A). Kun toinen vastus on kytketty rinnakkain piirissä, virran arvo on - 600 mA (B). Jännite ei kuitenkaan muutu.

Huolimatta kahden vastuksen kytkemisestä virtalähteeseen, toinen ulostulossa luo vakiojännitteen, koska ihanteellisissa olosuhteissa se ei noudata kuormaa

Nyt pohdimme kuinka arvot muuttuvat, jos vastukset kytketään piirin virtalähteeseen. Samalla tavalla esittelemme 40 ohmin reostaatin 300 mA: n ohjaimella. Jälkimmäinen luo siihen jännitteen 12 V (piiri B).

Jos piiri koostuu kahdesta vastuksesta, virran arvo ei muutu ja jännite on 6 V (G).

Toisin kuin jännitelähde, ohjain ylläpitää määritellyt virtaparametrit ulostulossa, mutta jännite voi vaihdella

Johtopäätöksiä voidaan tehdä sanomalla, että korkealaatuinen muunnin syöttää kuorman nimellisvirralla, jopa kun jännite laskee. Siksi 2 V: n tai 3 V: n diodien kiteet ja 300 mA: n virta palaa yhtä kirkkaasti alennetulla jännitteellä.

Muuntimen erottuvat ominaisuudet

Yksi tärkeimmistä indikaattoreista on siirretty teho kuormitettuna. Laitetta ei saa ylikuormittaa ja yrittää saada parhaat mahdolliset tulokset.

Väärä käyttö myötävaikuttaa yleiskatsausmekanismin, myös LED-sirujen nopeaan vikaantumiseen.

Tärkeimpiä työhön vaikuttavia tekijöitä ovat:

• kokoonpanoprosessissa käytetyt rakenneosat;
• suojausaste (IP);
• minimi- ja maksimiarvot tulossa ja ulostulossa;
• valmistaja.

Nykyaikaisia ​​muuntajien malleja on saatavana mikropiirien perusteella ja ne käyttävät pulssileveysmuunnosta (PWM).

Virtalähteen toimintaprosessissa otettiin käyttöön pulssileveysmodulaatiomenetelmä lähtöjännitteen säätelemiseksi, kun lähdössä säilyy saman tyyppinen virta kuin tulolla

Tällaisille laitteille on ominaista korkea suojaustaso oikosulkuja, verkon ruuhkia vastaan, ja niillä on myös parempi tehokkuus.

Säännöt nykyisen muuntimen valitsemiseksi

Ostaa LED-lamppu muunnin laitteen ominaisuudet. Se perustuu lähtöjännitteeseen, nimellisvirtaan ja lähtötehoon.

Valodiodin teho

Analysoimme lähtöjännitettä aluksi, johon liittyy useita tekijöitä:

• jännitehäviöiden arvo kiteiden P-N-risteyksessä;
• kevyiden diodien lukumäärä;
• kytkentäkaavio.

Nimellisvirran parametrit voidaan määrittää kuluttajan ominaispiirteiden, nimittäin LED-elementtien tehon ja niiden kirkkausasteen perusteella.

Tämä indikaattori vaikuttaa kiteiden kuluttamaan virtaan, jonka alue vaihtelee vaaditun kirkkauden mukaan.Muuntimen tehtävänä on toimittaa näille elementeille oikea määrä energiaa.

Lähtöjännitteen arvon on oltava suurempi tai identtinen jokaisessa sähköpiirin lohkossa käytetyn kokonaismäärän kanssa

Laitteen teho riippuu kunkin LED-elementin lujuudesta, niiden väristä ja määrästä.

Laske kulutettu energia käyttämällä seuraavaa kaavaa:

P_H = P_LED * N,

jossa

• P_LED - yhden diodin luoma sähkökuorma,
• N on kiteiden lukumäärä ketjussa.

Saatujen indikaattoreiden ei tulisi olla pienempi kuin kuljettajan teho. Nyt sinun on määritettävä vaadittava nimellisarvo.

Laitteen maksimiteho

On pidettävä mielessä, että muuntimen vakaan toiminnan varmistamiseksi sen nimellisparametrien on ylitettävä saatu P-arvo 20-30%_H.

Siten kaava on muodossa:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

missä p_max - virtalähteen nimellisteho.

Taululla olevien voimien ja kuluttajien lukumäärän lisäksi kuormitusvoima on myös kuluttajan väritekijöiden alainen. Samalla virralla, varjosta riippuen, niillä on erilaiset jännitteen pudotuksen osoittimet.

LED-lampun ohjaimen tulisi tuottaa niin paljon virtaa kuin on tarpeen maksimaalisen kirkkauden varmistamiseksi. Laitetta valittaessa ostajan tulee muistaa, että virran on oltava suurempi kuin kaikki LEDit käyttävät

Otetaan esimerkiksi yhdysvaltalaisen Cree-yhtiön LEDit punaisella XP-E-linjalta.

Niiden ominaisuudet ovat seuraavat:

• jännitteen pudotus 1,9 - 2,4 V;
• virta 350 mA;
• keskimääräinen virrankulutus 750 mW.

Vihreävärisellä analogilla samalla virralla on täysin erilaiset indikaattorit: häviöt P-N-liitännöissä ovat 3,3-3,9 V ja teho 1,25 W.

Sen perusteella voidaan päätellä: 10 watin nimelliskuljettajaa käytetään kahdentoista punaisen tai kahdeksan vihreän kiteen virran saamiseen.

LED-kytkentäkaavio

Ohjain on valittava LED-kuluttajien kytkentäkaavion määrittämisen jälkeen. Jos ostat ensin valodiodeja ja valitset heille sitten muuntimen, prosessiin liittyy paljon vaikeuksia.

Laitteen etsiminen, joka varmistaa juuri tällaisen määrän kuluttajien toimintaa tietyllä yhteysjärjestelyllä, vie paljon aikaa.

Annetaan esimerkki kuuden kuluttajan kanssa. Niiden jännitehäviö on 3 V, virrankulutus 300 mA. Yhdistääksesi ne, voit käyttää yhtä menetelmistä, kun taas virtalähteen vaadittavat parametrit eroavat toisistaan.

Diodien vaihtoehtoisen järjestelyn haittapuolena on korkeajännitteisen virtalähdeyksikön tarve, jos piirissä on paljon kiteitä

Sarjayhteys vaatii tapauksessamme 18 V: n yksikön, jonka virta on 300 mA. Tämän menetelmän tärkein etu on, että sama voima kulkee koko linjan läpi, vastaavasti kaikki diodit palavat saman kirkkaudella.

Kuluttajien rinnakkaisen sijoittamisen haittana on kunkin ketjun hehkuvuuden ero. Tällainen negatiivinen ilmiö ilmenee diodien parametrien vaihtelusta johtuen eroista kunkin linjan läpi kulkevan virran välillä

Jos käytetään rinnakkaista sijoittelua, riittää 9 V: n muuntimen käyttäminen, mutta virrankulutus kaksinkertaistuu edelliseen menetelmään verrattuna.

Kahden diodin peräkkäistä järjestelyä koskevaa menetelmää ei voida soveltaa korvaamalla ryhmään kuuluvien kiteiden lukumäärä - 3 tai enemmän. Tällaiset rajoitukset johtuvat siitä, että liikaa virtaa voi kulkea yhden elementin läpi, ja tämä luo todennäköisyyden koko piirin vikaantumiseen

Jos käytät peräkkäistä menetelmää muodostamalla kaksi LED-paria, käytetään ohjainta, jolla on samat osoittimet, kuten edellisessä tapauksessa. Tässä tapauksessa valaistuksen kirkkaus on jo tasainen.

Tässä oli kuitenkin joitain negatiivisia vivahteita: Kun ryhmään syötetään virtaa, ominaisuuksien leviämisen vuoksi yksi LEDistä voi avautua nopeammin kuin toinen, ja vastaavasti nimellisarvon kaksinkertainen virta menee sen läpi.

Monia lajeja LED-valot kodin valaistukseen suunniteltu tällaisiin lyhytaikaisiin hyppyihin, mutta tämä menetelmä ei ole niin suosittu.

Ohjaintyypit laitetyypin mukaan

Laitteet, jotka muuntavat 220 V: n virransyötön tarvittaviksi LED-merkkivaloiksi, jaetaan perinteisesti kolmeen luokkaan: elektroniset; perustuu kondensaattoreihin; himmennettävä.

Valaisintarvikkeiden markkinoita edustaa laaja valikoima kuljettajamalleja, pääasiassa kiinalaiselta valmistajalta. Ja alhaisesta hintaluokasta huolimatta, näistä laitteista voit valita erittäin kunnollisen vaihtoehdon. Sinun tulisi kuitenkin kiinnittää huomiota takuukorttiin, koska kaikki esitetyt tuotteet eivät ole hyväksyttävää laatua.

Laitteen sähköinen näkymä

Ihannetapauksessa elektroninen muunnin tulisi olla varustettu transistorilla. Sen tehtävänä on purkaa ohjauspiiri. Jännityksen poistamiseksi tai maksimoimiseksi aaltoileminen, ulostuloon on asennettu kondensaattori.

Tämäntyyppinen laite kuuluu kalliin luokkaan, mutta se pystyy vakauttamaan virran 750 mA: n saakka, mihin liitäntälaitteet eivät pysty.

Uusimmat ohjaimet asennetaan pääasiassa E27-pohjaisilla lamppuilla. Poikkeuksena säännöstä ovat Gauss GU5.3 -tuotteet. Ne on varustettu muuntajattomalla muuntimella. Niiden aaltoiluaste saavuttaa kuitenkin useita satoja Hz

Pulsaatio ei ole muuntimien ainoa haitta. Toista voidaan kutsua korkean taajuuden (HF) alueen sähkömagneettisiksi häiriöiksi. Joten jos muut sähkölaitteet, esimerkiksi radio, on kytketty lamppuun kytkettyyn pistorasiaan, voit odottaa häiriöitä vastaanottaessaan digitaalisia FM-taajuuksia, televisiota, reititintä jne.

Korkealaatuisen laitteen valinnaisessa laitteessa tulisi olla kaksi kondensaattoria: toinen on elektrolyyttinen aaltojen tasoittamiseksi, toinen on keraaminen, RF: n laskemiseksi. Tällainen yhdistelmä löytyy kuitenkin harvoin, varsinkin jos puhumme kiinalaisista tuotteista.

Ne, joilla on yhteisiä käsitteitä tällaisissa sähköisissä piireissä, voivat itsenäisesti valita elektronisen muuntimen lähtöparametrit muuttamalla vastusten arvoa

Korkean hyötysuhteen (jopa 95%) ansiosta tällaiset mekanismit soveltuvat voimakkaisiin laitteisiin, joita käytetään eri aloilla, esimerkiksi autojen virittämiseen, katuvalaisimiin sekä kotitalouksien LED-lähteisiin.

Kondensaattoripohjainen virtalähde

Nyt siirrymme ei niin suosituihin laitteisiin - kondensaattoreihin perustuen. Lähes kaikilla tämän tyyppisiä ohjaimia käyttävillä edullisilla LED-lamppupiireillä on samanlaiset ominaisuudet.

Valmistajan tekemien muutosten takia ne kuitenkin muuttuvat, esimerkiksi ketjun minkä tahansa elementin poistaminen. Varsinkin tämä osa on yksi kondensaattoreista - tasoitus.

Koska markkinat ovat hallitsemattomasti täyttyneet halvoilla ja heikkolaatuisilla tuotteilla, käyttäjät voivat ”tuntea” sadan pulssin lamppuissa. Edes edes kaivaamatta heidän laitteeseensa, voidaan väittää, että tasoituselin on poistettu piiristä

Tällaisilla mekanismeilla on vain kaksi etua: ne ovat käytettävissä itse koottavaksi ja niiden hyötysuhde on sata prosenttia, koska häviöitä tapahtuu vain p-n-liittymissä ja vastuksissa.

Sama määrä negatiivisia näkökohtia: matala sähköturvallisuus ja korkea aaltoilu. Toinen haitta on noin 100 Hz ja se muodostuu vaihtojännitteen tasasuuntaamisen seurauksena. Valtion standardimääritelmässä todetaan sallitun aaltoilun normi 10-20% sen tilan tarkoituksesta riippuen, johon valaistuslaite on asennettu.

Ainoa tapa tasoittaa tämä puute on valita kondensaattori, jolla on oikea luokitus. Siitä huolimatta, sinun ei pitäisi luottaa ongelman täydelliseen poistamiseen - tällainen ratkaisu voi vain tasoittaa purskeiden voimakkuutta.

Himmennettävät virtamuuntimet

Kuljettajan himmentimet varten himmennettävät LED-lamput voit muuttaa tulevan ja lähtevän virran ilmaisimia vähentämällä tai lisäämällä diodien lähettämän valon kirkkautta.

On kaksi kytkentätapaa:

• ensimmäinen liittyy pehmeään alkuun;
• toinen pulssi.

Harkitse himmennettävien ohjaimien toimintaperiaatetta, joka perustuu CPC9909-siruun, jota käytetään LED-piirien, myös niiden, joilla on korkea kirkkaus, säätölaitteina.

Vakio kytkentäpiiri CPC9909, 220 V syöttö. Kaavio-ohjeiden mukaan on mahdollista ohjata yhtä tai useampaa tehokasta kuluttajaa

Sujuvalla käynnistyksellä ohjainpiiri tarjoaa asteittaisen diodien lisäämisen kirkkaudella. Tätä prosessia varten käytetään kahta vastuksia, jotka on kytketty LD-liittimeen ja jotka on suunniteltu suorittamaan tasaisen himmennyksen tehtävä. Joten tärkeä tehtävä toteutetaan - pidentää LED-elementtien käyttöikää.

Saman päätelmän antaa myös analoginen säätö - 2,2 kΩ: n vastus vaihdetaan tehokkaammaksi muuttuvaksi analogiseksi - 5,1 kOhm. Siten saavutetaan tasainen muutos lähtöpotentiaalissa.

Toisen menetelmän soveltaminen käsittää suorakulmaisten pulssien syöttämisen matalataajuiselle lähtöpisteelle PWMD. Tämä koskee joko mikro-ohjainta tai pulssigeneraattoria, jotka on välttämättä erotettu optoerolla.

Asunnolla vai ilman?

Kuljettajia on saatavana kotelossa tai ilman. Ensimmäinen vaihtoehto on yleisin ja kalliimpi. Tällaiset laitteet on suojattu kosteudelta ja pölyhiukkasilta.

Toisen tyyppisiä laitteita käytetään uppoasennukseen ja vastaavasti ne ovat halpoja.

Kaikkien esitettyjen laitteiden teho voi olla 12 V: n tai 220 V: n verkko. Huolimatta siitä, että avoimen kehyksen mallit voittavat hinnasta, ne ovat huomattavasti jäljessä mekanismin turvallisuudesta ja luotettavuudesta

Jokainen niistä eroaa sallitusta lämpötilasta käytön aikana - tämä on myös huomioitava valittaessa.

Klassinen ohjainpiiri

LED-virtalähteen itsekokoonpanoa varten käsittelemme yksinkertaisin pulssityyppistä laitetta, jolla ei ole galvaanista eristystä. Tämän tyyppisten piirien tärkein etu on yksinkertainen kytkentä ja luotettava toiminta.

220 V: n muunninpiiri esitetään kytkentävirtalähteenä. Kokoonpanon yhteydessä on noudatettava kaikkia sähköturvallisuussääntöjä, koska virran ulostulolle ei ole rajoituksia

Tällaisen mekanismin järjestelmä koostuu kolmesta pääasiallisesta asteikon alueesta:

1. Kapasitiivinen jännitteenerotin.
2. Tasasuuntaajan.
3. Jännitevakaimet.

Ensimmäinen osa on vastus, joka kohdistuu vaihtovirtaan kondensaattoriin C1 vastuksen kanssa. Jälkimmäistä tarvitaan yksinomaan inertin elementin itsenäiseksi varaamiseksi. Se ei vaikuta piirin toimintaan.

Vastuksen nimellisarvo voi olla alueella 100 kOhm-1 Mom, teholla 0,5-1 wattia. Kondensaattorin on oltava elektrolyyttinen, ja sen efektiivinen amplitudijännitearvo on 400-500 V

Kun muodostunut jännitteen puoliaalto kulkee kondensaattorin läpi, virta virtaa, kunnes levyt ovat täynnä. Mitä pienempi mekanismin kapasiteetti, sitä vähemmän aikaa käytetään sen täyteen lataamiseen.

Esimerkiksi laitetta, jonka tilavuus on 0,3 - 0,4 μF, ladataan 1/10 puoliaallonjaksosta, ts. Vain kymmenesosa lähetetystä jännitteestä kulkee tämän osan läpi.

Tässä osassa suoristusprosessi suoritetaan Gretz-kaavion mukaisesti. Diodesilta valitaan nimellisvirrasta ja käänteisjännitteestä alkaen.Tässä tapauksessa viimeisen arvon ei tulisi olla pienempi kuin 600 V

Toinen kaskadi on sähkölaite, joka muuntaa (tasasuuntaa) vaihtovirran pulsaatioksi. Tätä prosessia kutsutaan puoli-aaltoksi. Koska yksi osa puoliaallosta tasoitettiin kondensaattorilla, tämän osan ulostulossa tasavirta on 20-25 V.

Koska ledien virransyöttö ei saisi ylittää 12 V, on piirille käytettävä vakauttavaa elementtiä. Tätä varten otetaan käyttöön kapasitiivinen suodatin. Voit käyttää esimerkiksi mallia L7812

Kolmas kaskadi toimii tasoittavan stabilointisuodattimen - elektrolyyttikondensaattorin - pohjalta. Sen kapasitiivisten parametrien valinta riippuu kuormasta.

Koska koottu piiri toistaa työnsä heti, paljaita johtoja ei voida koskettaa, koska johdettu virta saavuttaa kymmeniä ampeereita - johdot on alustavasti eristetty.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Kaikki vaikeudet, joita radioamatööri voi kohdata valittaessa muuntajaa suuritehoisille LED-lampuille, kuvataan yksityiskohtaisesti videossa:

Muuntimen riippumattoman kytkemisen sähköpiiriin tärkeimmät piirteet:

Vaiheittainen ohje, joka kuvaa LED-ohjaimen DIY-kokoonpanoprosessia improvisoiduista keinoista:

Huolimatta valmistajan kymmenien tuhansien tuntien LED-lamppujen keskeytymättömästä käytöstä, monet indikaattorit vähentävät merkittävästi tekijöitä.

Ohjaimet on suunniteltu tasoittamaan kaikki sähköjärjestelmän virrat. Heidän valintansa tai itsekokoonpanonsa tulee lähestyä vastuullisesti laskettuaan kaikki tarvittavat parametrit.

Kerro meille, kuinka valitsit ohjaimen LED-lampulle. Jaa väitteesi ja tapojasi tasata jännitteen syöttö diodivalaisimelle. Jätä kommentteja alla olevaan lohkoon, kysy kysymyksiä, lähetä valokuvia artikkelin aiheeseen.