Hoe een LED-lampstuurprogramma te kiezen: typen, doel + verbindingsfuncties

LED-lampen zijn wijdverspreid geworden, waardoor de actieve productie van secundaire stroombronnen is begonnen. De driver van de LED-lamp is in staat om de ingestelde stroomwaarden aan de uitgang van het apparaat stabiel te houden, waardoor de spanning die door de diodeketen gaat, wordt gestabiliseerd.

We zullen u alles vertellen over de soorten en principes van de werking van het huidige conversieapparaat voor de werking van een diodelamp. In ons artikel geven we begeleiding bij het kiezen van een driver en geven we nuttige aanbevelingen. We zullen onafhankelijke elektriciens voor thuis vinden met bewezen verbindingsschema's.

Doel en toepassingsgebied

Diodekristallen bestaan ​​uit twee halfgeleiders - de anode (plus) en de kathode (min), die verantwoordelijk zijn voor de transformatie van elektrische signalen. Een gebied heeft geleidbaarheid van het P-type, het tweede - N. Wanneer een stroombron is aangesloten, stroomt er stroom door deze elementen.

Vanwege deze polariteit haasten elektronen uit de P-type zone naar de N-type zone, en vice versa, laden ze vanaf de N-punt rush naar P. Elk deel van de regio heeft echter zijn eigen grenzen, P-N-juncties genaamd. Op deze locaties worden deeltjes gevonden en onderling geabsorbeerd of gerecombineerd.

De diode verwijst naar halfgeleiderelementen en heeft slechts één pn-overgang. Om deze reden is het belangrijkste kenmerk dat de mate van helderheid van hun gloed bepaalt niet spanning, maar stroom

Tijdens P-N-knooppunten neemt de spanning af met een bepaald aantal volt, altijd hetzelfde voor elk element van het circuit. Gezien deze waarden stabiliseert de driver de inkomende stroom en vormt een constante waarde aan de uitgang.

Welk vermogen is vereist en welke waarden van verliezen tijdens P-N-passage worden aangegeven in het paspoort van het LED-apparaat. Daarom voor het kiezen van een diodebol het is noodzakelijk om rekening te houden met de parameters van de voeding, waarvan het bereik voldoende zou moeten zijn om de verloren energie te compenseren.

Om krachtige LED's de tijd te laten aangeven die in de kenmerken wordt aangegeven, is een stabilisator vereist - een bestuurder. De uitgangsspanning wordt altijd weergegeven op het lichaam van het elektronische mechanisme

Voedingen met een spanning van 10 tot 36 V worden gebruikt om verlichtingsapparatuur uit te rusten.

De techniek kan van verschillende typen zijn:

• koplampen van auto's, fietsen, motorfietsen, enz .;
• kleine draagbare of straatverlichting;
• led lichtbanden plafondlamp en modules.

Maar voor leds met laag vermogen, evenals in het geval van het gebruik van constante spanning, mogen stuurprogramma's niet worden toegepast. In plaats daarvan wordt ook een weerstand in het circuit geïntroduceerd, ook gevoed door een 220 V.

Het principe van de werking van de voeding

Laten we eens kijken wat de verschillen zijn tussen de spanningsbron en de voeding. Beschouw als voorbeeld het hieronder getoonde circuit.

Door een weerstand van 40 ohm op de 12 V-voeding aan te sluiten, gaat er een stroom van 300 mA doorheen (afbeelding A). Met de parallelle aansluiting van de tweede weerstand in het circuit, zal de huidige waarde - 600 mA (B) zijn. De spanning blijft echter ongewijzigd.

Ondanks de aansluiting van twee weerstanden op een stroombron, zal de tweede aan de uitgang een constante spanning creëren, omdat deze onder ideale omstandigheden niet aan de belasting voldoet

Nu zullen we bekijken hoe de waarden zullen veranderen als weerstanden zijn aangesloten op de voeding in het circuit. Op dezelfde manier introduceren we een 40 Ohm reostaat met een 300 mA driver. Deze laatste creëert er een spanning van 12 V op (circuit B).

Als het circuit is samengesteld uit twee weerstanden, is de huidige waarde ongewijzigd en is de spanning 6 V (G).

De driver behoudt, in tegenstelling tot de spanningsbron, de gespecificeerde stroomparameters aan de uitgang, maar het spanningsvermogen kan variëren

Als we conclusies trekken, kunnen we zeggen dat een hoogwaardige omvormer de belasting van een nominale stroom voorziet, zelfs als de spanning daalt. Dienovereenkomstig zullen kristallen van diodes van 2 V of 3 V en een stroom van 300 mA even helder branden met een lagere spanning.

Onderscheidende kenmerken van de converter

Een van de belangrijkste indicatoren is het overgedragen vermogen onder belasting. Het apparaat mag niet worden overbelast en probeer de hoogst mogelijke resultaten te behalen.

Onjuist gebruik draagt ​​bij aan het snel falen van niet alleen het overzichtsmechanisme, maar ook LED-chips.

De belangrijkste factoren die van invloed zijn op het werk zijn:

• samenstellende elementen die bij het assemblageproces worden gebruikt;
• beschermingsgraad (IP);
• minimum- en maximumwaarden aan de in- en uitgang;
• fabrikant.

Moderne modellen van converters zijn beschikbaar op basis van microschakelingen en passen de technologie van pulsbreedtetransformatie (PWM) toe.

Tijdens de werking van de voeding werd een pulsbreedtemodulatiemethode geïntroduceerd om de uitgangsspanning te regelen, terwijl de uitgang hetzelfde type stroom behoudt als de ingang

Dergelijke apparaten worden gekenmerkt door een hoge mate van bescherming tegen kortsluiting, netwerkcongestie en hebben ook een verhoogde efficiëntie.

Regels voor het selecteren van een huidige converter

Om een ​​LED-lampconverter te kopen, moet u de sleutel bestuderen apparaatkenmerken. Het is gebaseerd op de uitgangsspanning, nominale stroom en uitgangsvermogen.

Licht diodevermogen

We zullen in eerste instantie de uitgangsspanning analyseren, die afhankelijk is van verschillende factoren:

• de waarde van spanningsverliezen op de P-N-overgang van kristallen;
• het aantal lichtdiodes in de ketting;
• bedradingsschema.

De parameters van de nominale stroom kunnen worden bepaald door de karakteristieke kenmerken van de consument, namelijk het vermogen van de LED-elementen en hun mate van helderheid.

Deze indicator heeft invloed op de stroom die wordt verbruikt door de kristallen, waarvan het bereik varieert op basis van de vereiste helderheid.De taak van de converter is om deze elementen van de juiste hoeveelheid energie te voorzien.

De waarde van de uitgangsspanning moet groter zijn dan of identiek zijn aan de totale hoeveelheid energie die aan elk blok van het elektrische circuit is besteed

De kracht van het apparaat hangt af van de sterkte van elk LED-element, hun kleur en hoeveelheid.

Gebruik de volgende formule om het energieverbruik te berekenen:

P_H = P_LED * N,

Waar

• P_LED - elektrische belasting veroorzaakt door één diode,
• N is het aantal kristallen in de ketting.

De verkregen indicatoren mogen niet minder zijn dan het aandrijfvermogen. Nu moet u de vereiste nominale waarde bepalen.

Maximaal vermogen van het apparaat

Houd er rekening mee dat om een ​​stabiele werking van de omvormer te garanderen, de nominale parameters de verkregen P-waarde met 20-30% moeten overschrijden_H.

De formule heeft dus de vorm:

P_max ≥ (1,2..1,3) * P_H,

waar p_max - nominaal vermogen van de voeding.

Naast de kracht en het aantal consumenten op het bord, is de belastingskracht ook ondergeschikt aan de kleurfactoren van de consument. Bij dezelfde stroom hebben ze, afhankelijk van de tint, verschillende indicatoren voor spanningsverlies.

De driver voor de LED-lamp moet zoveel stroom produceren als nodig is om een ​​maximale helderheid te garanderen. Bij het kiezen van een apparaat moet de koper onthouden dat het vermogen groter moet zijn dan alle LED's gebruiken

Neem bijvoorbeeld de leds van het Amerikaanse bedrijf Cree uit de XP-E-lijn in het rood.

Hun kenmerken zijn als volgt:

• spanningsval 1,9-2,4 V;
• stroom 350 mA;
• gemiddeld stroomverbruik 750 mW.

Een analoog met een groene kleur bij dezelfde stroom heeft volledig verschillende indicatoren: verliezen op P-N-knooppunten zijn 3,3-3,9 V en het vermogen is 1,25 W.

Daarom kan worden geconcludeerd: een driver van 10 watt wordt gebruikt om twaalf rode of acht groene kristallen van stroom te voorzien.

LED-aansluitschema

De keuze van de driver moet worden uitgevoerd nadat het verbindingsschema van LED-consumenten is bepaald. Als u eerst lichtdiodes koopt en vervolgens een converter voor hen selecteert, zal dit proces met veel problemen gepaard gaan.

Om een ​​apparaat te zoeken dat de werking van zo'n groot aantal consumenten verzekert met een bepaald verbindingsschema, zul je veel tijd moeten doorbrengen.

Laten we een voorbeeld geven met zes consumenten. Ze hebben een spanningsverlies van 3 V, een stroomverbruik van 300 mA. Om ze aan te sluiten, kunt u een van de methoden gebruiken, terwijl in elk geval de vereiste parameters van de voeding zullen verschillen.

Het nadeel van de alternatieve opstelling van de diodes is de behoefte aan een voedingseenheid met een hoge spanning, als er veel kristallen in het circuit zitten

In ons geval vereist een seriële verbinding een 18 V-eenheid met een stroom van 300 mA. Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat dezelfde kracht door de hele lijn gaat, respectievelijk branden alle diodes met dezelfde helderheid.

Het nadeel van parallelle plaatsing van consumenten is het verschil in de helderheid van de gloed van elke ketting. Een dergelijk negatief fenomeen treedt op vanwege de variatie in de parameters van de diodes als gevolg van verschillen tussen de stroom die door elke lijn gaat

Als parallelle plaatsing wordt gebruikt, volstaat het om een ​​9 V-omvormer te gebruiken, maar het stroomverbruik wordt verdubbeld in vergelijking met de vorige methode.

De methode van opeenvolgende opstelling van twee diodes kan niet worden toegepast met vervanging van het aantal kristallen in de groep - 3 of meer. Dergelijke beperkingen zijn te wijten aan het feit dat er te veel stroom door één element kan gaan, en dit creëert de kans op falen van het hele circuit

Als u een sequentiële methode gebruikt met de vorming van paren van twee LED's, wordt een driver met dezelfde indicatoren gebruikt, zoals in het vorige geval. In dit geval is de helderheid van de verlichting al uniform.

Hier waren echter enkele negatieve nuances: wanneer stroom aan de groep wordt geleverd, vanwege de spreiding van kenmerken, kan een van de LED's sneller openen dan de tweede, en dienovereenkomstig gaat er een stroom door die de nominale waarde verdubbelt.

Veel soorten LED's voor woningverlichting ontworpen voor zulke korte termijn sprongen, maar deze methode is minder populair.

Soorten stuurprogramma's per apparaattype

Apparaten die de 220 V-voeding omzetten in de nodige indicatoren voor leds, zijn conventioneel onderverdeeld in drie categorieën: elektronisch; gebaseerd op condensatoren; dimbaar.

De markt van verlichtingsaccessoires wordt vertegenwoordigd door een grote verscheidenheid aan driver-modellen, voornamelijk van een Chinese fabrikant. En ondanks de lage prijsklasse, kunt u uit deze apparaten een zeer goede optie kiezen. Let wel op de garantiekaart, want niet alle gepresenteerde producten zijn van acceptabele kwaliteit.

Elektronische weergave van het apparaat

Idealiter zou de elektronische omvormer moeten zijn uitgerust met een transistor. Zijn rol is het ontladen van de controle-chip. Om afvlakking van de rimpel te elimineren of te maximaliseren, is aan de uitgang een condensator gemonteerd.

Dit type apparaat behoort tot een dure categorie, maar kan de stroom stabiliseren tot 750 mA, waartoe ballastmechanismen niet in staat zijn.

De nieuwste stuurprogramma's worden voornamelijk geïnstalleerd op lampen met een E27-voet. Een uitzondering op de regel zijn Gauss GU5.3-producten. Ze zijn uitgerust met een transformatorloze converter. De mate van rimpel erin bereikt echter enkele honderden Hz

Pulsatie is niet het enige nadeel van converters. De tweede kan elektromagnetische interferentie van het hoogfrequente (HF) bereik worden genoemd. Dus als andere elektrische apparaten, bijvoorbeeld radio, zijn aangesloten op het stopcontact dat op de lamp is aangesloten, kunt u interferentie verwachten bij het ontvangen van digitale FM-frequenties, televisie, een router, enz.

Een optioneel apparaat van een apparaat van hoge kwaliteit moet twee condensatoren hebben: de ene is elektrolytisch om rimpels glad te strijken, de andere is van keramiek om de RF te verlagen. Een dergelijke combinatie komt echter niet vaak voor, vooral als we het hebben over Chinese producten.

Degenen die gemeenschappelijke concepten hebben in dergelijke elektrische circuits, kunnen onafhankelijk de uitgangsparameters van de elektronische omzetter selecteren door de waarde van de weerstanden te wijzigen

Vanwege het hoge rendement (tot 95%) zijn dergelijke mechanismen geschikt voor krachtige apparaten die op verschillende gebieden worden gebruikt, bijvoorbeeld voor het afstemmen van auto's, in straatverlichtingsarmaturen, evenals voor huishoudelijke LED-bronnen.

Op condensator gebaseerde voeding

Nu gaan we over op niet zo populaire apparaten - gebaseerd op condensatoren. Bijna alle goedkope LED-lampcircuits die dit type driver gebruiken, hebben vergelijkbare kenmerken.

Door wijzigingen door de fabrikant ondergaan ze echter wijzigingen, bijvoorbeeld het verwijderen van elk element van de ketting. Vooral vaak is dit onderdeel een van de condensatoren - afvlakking.

Door het ongecontroleerd vullen van de markt met goedkope goederen van lage kwaliteit, kunnen gebruikers honderd pulsaties in de lampen 'voelen'. Zonder zelfs maar in hun apparaat te graven, kan worden gesteld dat het afvlakelement uit het circuit is verwijderd

Dergelijke mechanismen hebben slechts twee voordelen: ze zijn beschikbaar voor zelfassemblage en hun efficiëntie is gelijk aan honderd procent, omdat verliezen alleen optreden bij p-n-overgangen en weerstanden.

Hetzelfde aantal negatieve aspecten: lage elektrische veiligheid en een hoge mate van rimpel. Het tweede nadeel is ongeveer 100 Hz en wordt gevormd als gevolg van gelijkrichting van een wisselspanning. De standaardspecificatie van de staat beschrijft de norm van toegestane rimpel van 10-20%, afhankelijk van het doel van de kamer waar het verlichtingsapparaat is geïnstalleerd.

De enige manier om deze tekortkoming weg te werken, is door een condensator met de juiste beoordeling te selecteren. Desalniettemin mag u niet rekenen op een volledige eliminatie van het probleem - een dergelijke oplossing kan de intensiteit van de bursts alleen maar verzachten.

Dimbare stroomomvormers

Drivers voor dimmers dimbare led-lampen kunt u de inkomende en uitgaande stroomindicatoren wijzigen, terwijl u de mate van helderheid van het door de diodes uitgezonden licht vermindert of verhoogt.

Er zijn twee verbindingsmethoden:

• de eerste houdt een zachte start in;
• de tweede is gepulseerd.

Overweeg het werkingsprincipe van dimbare stuurprogramma's op basis van de CPC9909-chip die wordt gebruikt als regelapparaat voor LED-circuits, inclusief die met een hoge helderheid.

Standaard schakelcircuit CPC9909 met voeding van 220 V. Volgens de schematische instructies is het mogelijk om een ​​of meer krachtige verbruikers aan te sturen

Met een soepele start zorgt de driverchip voor een geleidelijke opname van diodes met toenemende helderheid. Voor dit proces worden twee weerstanden gebruikt, aangesloten op de LD-terminal, ontworpen om de taak van soepel dimmen uit te voeren. Dit vervult een belangrijke taak: het verlengen van de levensduur van LED-elementen.

Dezelfde conclusie wordt ook getrokken door analoge regeling - een weerstand van 2,2 kΩ wordt gewijzigd in een krachtigere variabele analoog - 5,1 kOhm. Zo wordt een soepele verandering in het outputpotentieel bereikt.

De toepassing van de tweede methode behelst de levering van rechthoekige pulsen aan de laagfrequente uitgang PWMD. Het gaat hierbij om een ​​microcontroller of een pulsgenerator, die noodzakelijkerwijs gescheiden zijn door een optocoupler.

Met of zonder huisvesting?

Drivers zijn verkrijgbaar in of zonder behuizing. De eerste optie is de meest voorkomende en duurdere. Dergelijke apparaten zijn beschermd tegen vocht en stofdeeltjes.

Apparaten van het tweede type worden gebruikt voor inbouwmontage en zijn daarom goedkoop.

De kracht van alle gepresenteerde apparaten kan afkomstig zijn van een 12 V- of 220 V.-netwerk.Ondanks het feit dat open-frame modellen in prijs winnen, blijven ze aanzienlijk achter op het gebied van veiligheid en betrouwbaarheid van het mechanisme

Elk van hen onderscheidt zich door een toegestane temperatuur tijdens bedrijf - het is ook noodzakelijk om hier op te letten bij het selecteren.

Klassiek stuurprogramma

Voor zelfmontage van de LED-voeding behandelen we het meest eenvoudige apparaat van het pulstype dat geen galvanische isolatie heeft. Het belangrijkste voordeel van dit type circuit is de eenvoudige aansluiting en betrouwbare werking.

Een 220 V-omvormerschakeling wordt aangeboden als een schakelende voeding. Bij de montage moeten alle elektrische veiligheidsregels in acht worden genomen, aangezien er geen limieten zijn voor de stroomuitgang

Het schema van een dergelijk mechanisme bestaat uit drie belangrijke trapsgewijze gebieden:

1. Capacitieve spanningsscheider.
2. Gelijkrichter
3. Spanningsstabilisatoren.

De eerste sectie is de tegenwerking die wordt uitgeoefend door wisselstroom op condensator C1 met een weerstand. Dit laatste is alleen vereist voor onafhankelijke oplading van het inerte element. Het heeft geen invloed op de werking van het circuit.

De nominale waarde van de weerstand kan in het bereik van 100 kOhm-1 Mom liggen, met een vermogen van 0,5-1 watt. De condensator moet elektrolytisch zijn en de effectieve amplitudespanningswaarde is 400-500 V.

Wanneer de gevormde halve golf van spanning door de condensator gaat, stroomt de stroom totdat de platen volledig zijn opgeladen. Hoe kleiner de capaciteit van het mechanisme, hoe minder tijd er wordt besteed aan de volledige lading.

Een apparaat met een volume van 0,3-0,4 μF wordt bijvoorbeeld opgeladen voor 1/10 van de halve golfperiode, d.w.z. dat slechts een tiende van de uitgezonden spanning door deze sectie gaat.

Het richtproces in deze sectie wordt uitgevoerd volgens het Gretz-schema. De diodebrug wordt geselecteerd, uitgaande van de nominale stroom en sperspanning.In dit geval mag de laatste waarde niet minder zijn dan 600 V

De tweede cascade is een elektrisch apparaat dat wisselstroom omzet (corrigeert) in pulserend. Dit proces wordt halve golf genoemd. Omdat een deel van de halve golf werd afgevlakt door een condensator, aan de uitgang van deze sectie, zal de gelijkstroom 20-25 V zijn.

Aangezien de voeding van de leds niet meer dan 12 V mag bedragen, moet voor het circuit een stabilisatie-element worden gebruikt. Hiervoor wordt een capacitief filter geïntroduceerd. U kunt bijvoorbeeld het model L7812 gebruiken

De derde cascade werkt op basis van een stabiliserend stabilisatiefilter - een elektrolytische condensator. De keuze van de capacitieve parameters hangt af van de belasting.

Omdat het samengestelde circuit zijn werk onmiddellijk reproduceert, is het onmogelijk om de blootliggende draden aan te raken, omdat de geleide stroom tientallen ampère bereikt - de lijnen zijn voorlopig geïsoleerd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Alle moeilijkheden die een radioamateur kan tegenkomen bij het kiezen van een converter voor krachtige LED-lampen worden in de video in detail beschreven:

Belangrijkste kenmerken van onafhankelijke aansluiting van de omvormer op het elektrische circuit:

Stapsgewijze instructie die het zelfbouwproces van de LED-driver beschrijft vanuit geïmproviseerde middelen:

Ondanks de tienduizenden uren ononderbroken werking van LED-lampen door de fabrikant, zijn er veel factoren die deze indicatoren aanzienlijk verminderen.

Drivers zijn ontworpen om alle stroomstoten in het elektrische systeem op te vangen. Hun keuze of zelfassemblage moet verantwoord worden benaderd na berekening van alle noodzakelijke parameters.

Vertel ons hoe u de driver voor de LED-lamp heeft geselecteerd. Deel uw argumenten en manieren om de toevoer van spanning naar een diodeverlichtingsapparaat te stabiliseren. Laat opmerkingen achter in het onderstaande blok, stel vragen, plaats foto's over het onderwerp van het artikel.