Hogyan válasszuk ki a LED-es lámpa meghajtót: típusok, cél + csatlakozási lehetőségek

A LED-lámpák elterjedtek, amelynek eredményeként megkezdődött a másodlagos energiaforrások aktív gyártása. A LED-lámpa meghajtója képes stabilan fenntartani a beállított áramértékeket a készülék kimenetén, stabilizálva a diódák láncán áthaladó feszültséget.

Mindent el fogunk mondani a diódás lámpa működtetésére szolgáló áramátalakító eszköz típusairól és működési elveiről. Cikkünkben útmutatást nyújtunk a járművezető kiválasztásához, és hasznos ajánlásokat adunk. Találunk független otthoni villanyszerelőket bevált csatlakozási sémákkal.

Cél és felhasználási terület

A diódakristályok két félvezetőből állnak - az anódból (plusz) és a katódból (mínusz), amelyek felelősek az elektromos jelek transzformációjáért. Az egyik terület P-típusú vezetőképességgel rendelkezik, a másik - N. Ha áramforrás van csatlakoztatva, az áram ezen elemekön keresztül áramlik.

Ennek a polaritásnak köszönhetően az elektronok a P-típusú zónából az N-típusú zónába rohannak, és fordítva az N-pont rohanásából a P.-hez töltöttek. A régió minden szakaszának megvannak a saját határai, úgynevezett P-N-csomópontok. Ezen a helyen a részecskék megtalálhatók és kölcsönösen felszívódnak vagy rekombinálódnak.

A dióda félvezető elemekre utal, és csak egy p-n csatlakozással rendelkezik. Ezért a fénysugárzás fokát meghatározó fő jellemző nem a feszültség, hanem az áram

A P-N csomópontok során a feszültség bizonyos számú volttal csökken, mindig azonos az áramkör minden eleménél. Ezeket az értékeket figyelembe véve a meghajtó stabilizálja a bejövő áramot, és állandó értéket képez a kimeneten.

Milyen teljesítményre van szükség és milyen veszteségértékek vannak a P-N áthaladásakor a LED-eszköz útlevélében. Ezért, mert dióda izzó kiválasztása figyelembe kell venni az áramellátás paramétereit, amelyek tartományának elegendőnek kell lennie az elvesztett energia kompenzálására.

Annak érdekében, hogy a nagyteljesítményű LED-ek működjenek a jellemzőkben megadott időben, stabilizáló eszközre van szükség - meghajtó. A kimeneti feszültséget mindig az elektronikus mechanizmus testén mutatják

10–36 V feszültségű tápegységeket használnak a világítóberendezések felszerelésére.

A technika különféle lehet:

• autók, kerékpárok, motorkerékpárok stb. fényszórói;
• kicsi hordozható vagy utcai lámpák;
• led fény, Szalagok, mennyezeti lámpa és modulok.

Azonban azért alacsony teljesítményű LED-ek, valamint állandó feszültség használata esetén megengedett, hogy a járművezetők ne alkalmazzák. Ehelyett egy ellenállást vezetnek be az áramkörbe, szintén 220 V feszültség alatt.

A tápegység működésének elve

Gondoljuk ki, milyen különbségek vannak a feszültségforrás és az áramellátás között. Példaként vegye figyelembe az alább bemutatott áramkört.

Ha egy 40 ohmos ellenállást csatlakoztat a 12 V-os tápegységhez, 300 mA-es áram áramlik rajta (A ábra). A második ellenállás párhuzamos csatlakoztatásával az áramkörben az áramérték - 600 mA (B). A feszültség azonban nem változik.

Annak ellenére, hogy két ellenállást egy áramforráshoz csatlakoztatnak, a kimeneten lévő második állandó feszültséget hoz létre, mivel ideális körülmények között nem felel meg a terhelésnek

Most megvizsgáljuk, hogyan változnak az értékek, ha ellenállások vannak csatlakoztatva az áramkör tápegységéhez. Ugyanígy vezetünk be egy 40 ohmos reostattát egy 300 mA-os meghajtóval. Ez utóbbi 12 V feszültséget hoz létre rajta (B áramkör).

Ha az áramkör két ellenállásból áll, akkor az áramérték nem változik, és a feszültség 6 V (G).

A meghajtó, a feszültségforrástól eltérően, a megadott áramparamétereket fenntartja a kimeneten, azonban a feszültségteljesítmény változhat

Következtetéseket levonva elmondhatjuk, hogy egy kiváló minőségű konverter névleges árammal látja el a terhelést akkor is, ha a feszültség esik. Ennek megfelelően a 2 V vagy 3 V diódák és a 300 mA áramú kristályok ugyanolyan fényesen égnek csökkentett feszültség mellett.

A konverter megkülönböztető jellemzői

Az egyik legfontosabb mutató a terhelés alatt átadott teljesítmény. Az eszközt nem szabad túlterhelni, és próbáljon a lehető legmagasabb eredményt elérni.

A nem megfelelő felhasználás nemcsak az áttekintő mechanizmus, hanem a LED-chipek gyors kudarcához is hozzájárul.

A munkát befolyásoló fő tényezők a következők:

• az összeszerelés során használt alkotóelemek;
• védettség (IP);
• minimális és maximális értékek a bemeneten és a kimeneten;
• gyártó.

A konverterek modern modelljei mikroáramkörökön kaphatók, és alkalmazzák az impulzusszélesség-transzformáció (PWM) technológiáját.

A tápegység működése során impulzusszélességű modulációs módszert vezettek be a kimeneti feszültség vezérlésére, míg a kimenet ugyanazt az áramtípust tartja, mint a bemenet

Az ilyen eszközöket magas fokú védelem jellemzi a rövidzárlatok, a hálózati torlódások ellen, és megnövelt hatékonyságuk is.

Az aktuális konverter kiválasztásának szabályai

LED-es lámpa konverter megvásárlásához tanulmányozza a kulcsot eszköz jellemzői. Ez a kimeneti feszültségen, névleges áramon és teljesítményn alapul.

Világos dióda teljesítmény

Eleinte elemezzük a kimeneti feszültséget, amely számos tényezőtől függ:

• a feszültség veszteségeinek értéke a kristályok P-N csomópontján;
• a fénydiódák száma a láncban;
• kapcsolási rajz.

A névleges áram paramétereit a fogyasztó jellegzetességei, nevezetesen a LED elemek teljesítménye és fényerőssége határozhatják meg.

Ez a mutató befolyásolja a kristályok által fogyasztott áramot, amelynek tartománya a kívánt fényerő függvényében változik.A konverter feladata ezeknek az elemeknek a megfelelő mennyiségű energiaellátása.

A kimeneti feszültség értékének nagyobbnak kell lennie, vagy azzal megegyezőnek kell lennie az elektromos áramkör egyes blokkjaira elfogyasztott teljes energiamennyiséggel

A készülék teljesítménye az egyes LED elemek erősségétől, színétől és mennyiségétől függ.

A felhasznált energia kiszámításához használja a következő képletet:

P_H = P_LED * N,

ahol

• P_LED - egy dióda által létrehozott elektromos terhelés,
• N a kristályok száma a láncban.

A kapott mutatók nem lehetnek alacsonyabbak a vezető teljesítményénél. Most meg kell határoznia a szükséges névleges értéket.

A készülék maximális teljesítménye

Ne feledje, hogy a konverter stabil működésének biztosítása érdekében annak névleges paramétereinek 20-30% -kal meg kell haladniuk a kapott P értéket_H.

Így a képlet a következőképpen alakul:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

ahol p_max - a tápegység névleges teljesítménye.

A táblán levő fogyasztók teljesítménye és száma mellett a terhelési erő a fogyasztó színhatásainak is alá van rendelve. Ugyanabban az áramban, az árnyéktól függően, eltérő feszültségcsökkenési mutatókkal rendelkeznek.

A LED-lámpa meghajtójának annyi áramot kell előállítania, amennyi a maximális fényerő biztosításához szükséges. Az eszköz kiválasztásakor a vásárlónak emlékeztetnie kell arra, hogy az áramellátásnak nagyobbnak kell lennie, mint az összes LED-nek

Vegyük például az amerikai Cree amerikai LED-ek vörös színét az XP-E sorozatból.

Jellemzőik a következők:

• feszültségcsökkenés 1,9-2,4 V;
• áram 350 mA;
• átlagos energiafogyasztás 750 mW.

A zöld színű analógnak ugyanazon az áramon teljesen eltérő mutatói lesznek: a P-N csomópontok veszteségei 3,3-3,9 V, teljesítményük 1,25 W.

Ennek megfelelően az a következtetés vonható le: a 10 watt teljesítményű meghajtót tizenkét vörös vagy nyolc zöld kristály táplálására használják.

LED csatlakoztatási rajz

A meghajtó megválasztását a LED-fogyasztók csatlakozási rendjének meghatározása után kell elvégezni. Ha először fénydiódákat vásárol, majd kiválaszt egy számukra konvertert, ezt a folyamatot sok nehézség kíséri.

Olyan eszköz kereséséhez, amely csak egy ilyen csatlakozási sémával rendelkező fogyasztók működését biztosítja, sok időt kell költenie.

Adjunk példát hat fogyasztóval kapcsolatban. Feszültségveszteségük 3 V, áramerőssége 300 mA. Csatlakoztatásukhoz használhatja az egyik módszert, miközben a tápegység szükséges paraméterei különböznek.

A diódák alternatív elrendezésének hátránya, hogy nagy feszültségű tápegységre van szükség, ha az áramkörben sok kristály van

Esetünkben a soros csatlakozáshoz 18 V-os egységet kell használni, 300 mA-es árammal. Ennek a módszernek az a fő előnye, hogy ugyanaz az erő halad át a teljes vonalon, illetve az összes dióda azonos fényerővel ég.

A fogyasztók párhuzamos elhelyezésének hátránya az egyes láncok világosságának különbsége. Egy ilyen negatív jelenség a diódák paramétereinek változása miatt fordul elő, az egyes vonalon áthaladó áram közötti különbségek miatt

Párhuzamos elhelyezés esetén elegendő egy 9 V-os átalakító használata, de az áramfogyasztás megkétszereződik az előző módszerhez képest.

Két dióda szekvenciális elrendezése nem alkalmazható a legalább 3 csoportba tartozó kristályok számának cseréjével. Az ilyen korlátozások annak a ténynek a következményei, hogy túl sok áram tud áthaladni egy elemen, és ez megteremti a teljes áramkör meghibásodásának valószínűségét

Ha szekvenciális módszert használ két LED pár létrehozására, akkor ugyanazzal a mutatóval rendelkező meghajtót kell használni, mint az előző esetben. Ebben az esetben a világítás fényereje már egyenletes lesz.

Itt voltak azonban néhány negatív árnyalatok: amikor a csoportot táplálják, a jellemzők szétszóródása miatt az egyik LED gyorsabban nyithat, mint a második, és ennek megfelelően egy olyan névleges áram, amely megkettőzi a névleges értéket, átmegy rajta.

Sok faj LED-ek otthoni világításhoz A rövid távú ugrásokhoz tervezték, de ez a módszer kevésbé népszerű.

Illesztőprogramok típusai eszköz típus szerint

Azokat az eszközöket, amelyek a 220 V-os tápellátást a LED-ekhez szükséges indikátorokká alakítják, általában három kategóriába sorolják: elektronikus; kondenzátorok alapján; szabályozható.

A világítási kiegészítők piacát számos járművezető-modell képviseli, elsősorban egy kínai gyártótól. És az alacsony ártartomány ellenére ezek közül az eszközök közül választhat egy nagyon tisztességes opciót. Figyelembe kell azonban vennie a jótállási kártyát, mert nem minden bemutatott termék elfogadható minőségű.

A készülék elektronikus nézete

Ideális esetben az elektronikus konvertert tranzisztorral kell felszerelni. Feladata a vezérlő chip kiürítése. A fodrozódás kiküszöbölése vagy maximalizálása érdekében a kimenetre kondenzátort szerelünk fel.

Ez a fajta eszköz drága kategóriába tartozik, de képes stabilizálni az áramot akár 750 mA-ig, amire az előtét mechanizmusok nem képesek.

A legújabb meghajtókat főleg E27 alapú izzókra telepítik. Kivétel a Gauss GU5.3 termékektől. Fel vannak szerelve transzformátor nélküli konverterrel. Azonban a fodrozódás mértéke eléri a több száz Hz-et

A pulzálás nem az átalakítók egyetlen hátránya. A másodikt nevezhetjük a nagyfrekvenciás (HF) tartomány elektromágneses interferenciájának. Tehát, ha más elektromos készülékeket, például rádiót csatlakoztatnak a lámpa csatlakozóaljzatához, akkor zavarokra számíthat, ha digitális FM frekvenciákat, televíziót, útválasztót stb. Vesz fel.

Egy kiváló minőségű eszköz opcionális eszközének két kondenzátorral kell rendelkeznie: az egyik elektrolitikus a hullámok kiegyenlítésére, a másik kerámia, az RF csökkentésére. Egy ilyen kombináció azonban ritkán fordul elő, főleg, ha kínai termékekről beszélünk.

Azok, akiknek közös elképzeléseik vannak az ilyen elektromos áramkörökben, az ellenállások értékének megváltoztatásával függetlenül választhatják meg az elektronikus konverter kimeneti paramétereit

A nagy hatékonyság (95% -ig) miatt ezek a mechanizmusok különféle területeken használt nagy teljesítményű eszközökhöz, például autók hangolására, utcai világítótestekhez, valamint háztartási LED-forrásokhoz használhatók.

Kondenzátor alapú tápegység

Most a nem olyan népszerű eszközök felé fordulunk - kondenzátorokon alapulnak. Az ilyen típusú meghajtót használó olcsó LED-es lámpaáramok szinte minden jellemzője hasonló.

A gyártó módosításai miatt azonban változásokon megy keresztül, például a lánc bármely elemének eltávolításával. Különösen gyakran ez a rész az egyik kondenzátor - simító.

Mivel a piac ellenőrizetlenül megtöltődött olcsó és alacsony minőségű termékekkel, a felhasználók száz lüktetést érezhetnek a lámpákban. Anélkül, hogy belemerülnének a készülékbe, azt lehet állítani, hogy a simítóelemet eltávolították az áramkörről

Az ilyen mechanizmusoknak csak két előnye van: önszerelésre állnak rendelkezésre és hatékonyságuk száz százalékkal egyenlő, mivel veszteségek csak p-n kereszteződéseknél és ellenálláson lépnek fel.

Ugyanaz a negatív szempont: alacsony elektromos biztonság és magas fodrozódás. A második hátrány körülbelül 100 Hz, és váltakozó feszültség kijavításának eredményeként jön létre. A szabvány megengedi, hogy a megengedett fodrozódás 10-20% legyen, attól a helyiségtől függően, ahol a világítóberendezést felszerelik.

Ennek a hiánynak az egyetlen módja a megfelelő névleges kondenzátor kiválasztása. Ennek ellenére nem számíthat a probléma teljes kiküszöbölésére - egy ilyen megoldás csak a robbanások intenzitását enyhíti.

Tompítható áramváltók

Az illesztőprogramok tompítása tompítható LED izzók lehetővé teszi a bejövő és kimenő áramjelzők megváltoztatását, miközben csökkentheti vagy növelheti a diódák által kibocsátott fény fényerejét.

Két kapcsolódási módszer létezik:

• az első egy lágy indítással jár;
• a második pulzál.

Vegye figyelembe a tompítható illesztőprogramok működési elvét a CPC9909 chip alapján, amelyet LED-áramkörök szabályozó eszközeként használnak, beleértve a nagy fényerősségű áramköröket is.

Szabványos CPC9909 kapcsolóáramkör 220 V tápfeszültséggel. A sematikus utasítások szerint lehetséges egy vagy több nagy teljesítményű fogyasztó vezérlése

Sima indítás mellett a meghajtó chip fokozatosan növeli a fényerőt a diódákkal. Ehhez két ellenállást használnak, amelyek az LD csatlakozóhoz vannak csatlakoztatva, és amelyek célja a sima tompítás feladata. Ez egy fontos feladatot hajt végre - meghosszabbítja a LED elemek élettartamát.

Ugyanezt a következtetést vonja le az analóg szabályozás is - a 2,2 kΩ-os ellenállást egy erősebb változó analógra váltják - 5,1 kOhm. Így a kimeneti potenciál zökkenőmentes változása érhető el.

A második módszer alkalmazása téglalap alakú impulzusokat szolgáltat az alacsony frekvenciájú kimeneti PWMD-hez. Ez magában foglalja akár egy mikrovezérlőt, akár egy impulzusgenerátort, amelyeket szükségszerűen optocsatoló választ el egymástól.

Lakással vagy anélkül?

A járművezetők házban vagy ház nélkül is kaphatók. Az első lehetőség a leggyakoribb és drágább. Az ilyen készülékek védettek a nedvességtől és a porrészektől.

A második típusú eszközöket süllyesztett szereléshez használják, és ennek megfelelően olcsók.

Az összes bemutatott eszköz teljesítménye 12 V vagy 220 V hálózatról származhat, annak ellenére, hogy a nyílt keretű modellek nyernek árot, jelentősen lemaradnak a mechanizmus biztonsága és megbízhatósága szempontjából.

Mindegyiket megkülönbözteti az üzem közben megengedett hőmérséklet - ezt a kiválasztásnál is figyelembe kell venni.

Klasszikus meghajtó áramkör

A LED tápegység ön összeszereléséhez az impulzus típusú legegyszerűbb eszközzel fogunk foglalkozni, amely nem rendelkezik galvanikus szigeteléssel. Az ilyen típusú áramkörök fő előnye az egyszerű csatlakoztatás és a megbízható működés.

A 220 V-os átalakító áramkört kapcsoló tápegységként mutatják be. Az összeszerelés során be kell tartani az összes elektromos biztonsági szabályt, mivel az áramteljesítményre nincs korlátozás

Az ilyen mechanizmus vázlata három fő lépcsőzetes területről áll:

1. Kapacitív feszültségleválasztó.
2. Az egyenirányító.
3. Feszültségstabilizátorok.

Az első szakasz az ellenállás által a C1 kondenzátor váltakozó áramának ellenállás által kifejtett ellenállása. Ez utóbbi kizárólag az inert elem független töltéséhez szükséges. Ez nem befolyásolja az áramkör működését.

Az ellenállás névleges értéke 100 kOhm-1 Mom tartományban lehet, 0,5-1 watt teljesítménygel. A kondenzátornak elektrolitikusnak kell lennie, effektív amplitúdófeszültségének értéke 400-500 V

Amikor a képződött feszültség félhullám áthalad a kondenzátoron, az áram addig folyik, amíg a lemezek teljesen meg nem töltődnek. Minél kisebb a mechanizmus kapacitása, annál kevesebb időt tölt a teljes töltésig.

Például egy 0,3–0,4 μF térfogatú eszközt töltöttek fel a félhullám periódusának 1/10 részére, azaz az átadott feszültségnek csak egy tizede halad át ezen a szakaszon.

Az ebben a részben az egyenesítés folyamatát a Gretz-séma szerint hajtjuk végre. A diódahíd a névleges áram és a fordított feszültség alapján kerül kiválasztásra.Ebben az esetben az utolsó értéknek legalább 600 V-nál kell lennie

A második kaszkád egy elektromos eszköz, amely a váltakozó áramot pulzálóvá alakítja (egyenirányítja). Ezt a folyamatot félhullámnak hívják. Mivel a félhullám egy részét egy kondenzátor simította, ennek a szakasznak a kimenete esetén az egyenáram 20-25 V lesz.

Mivel a LED-ek áramellátása nem haladhatja meg a 12 V-ot, az áramkör számára stabilizáló elemet kell használni. Ehhez bevezetünk egy kapacitív szűrőt. Használhatja például az L7812 modellt

A harmadik kaszkád egy simító stabilizáló szűrőn - egy elektrolitkondenzátoron - működik. Kapacitív paramétereinek megválasztása a terheléstől függ.

Mivel az összeszerelt áramkör azonnal reprodukálja a munkáját, nem szabad megérinteni a csupasz vezetékeket, mert a vezetett áram tíz ampert ér el - a vezetékek előzetesen vannak szigetelve.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A videóban részletesen ismertetik azokat a nehézségeket, amelyekkel a rádióamatőrök szembesülhetnek a nagy teljesítményű LED-lámpák átalakítójának kiválasztásakor:

A konverter és az elektromos áramkör független csatlakoztatásának főbb jellemzői:

Lépésről lépésre leírja a LED meghajtó DIY összeszerelési folyamatát improvizált eszközökből:

Annak ellenére, hogy a gyártó tízezer órányi folyamatos LED-lámpákat működtet, számos tényező jelentősen csökkenti ezeket a mutatókat.

A meghajtókat úgy tervezték, hogy kiegyenlítsék az elektromos rendszer minden áramlását. Választásukat vagy önszerelésüket minden szükséges paraméter kiszámítása után felelősségteljesen kell megközelíteni.

Mondja el, hogyan választotta meg a meghajtót a LED-izzóhoz. Ossza meg érveit és módszereit a diódavilágító eszközök feszültségellátásának stabilizálására. Hagyja meg észrevételeit az alábbi blokkban, tegyen fel kérdéseket, küldjön fotókat a cikk témájáról.