Drivrutiner för lysdioder: typer, egenskaper och urvalskriterier för enheter

Garantin för ljusstyrka, effektivitet och hållbarhet hos LED-källor är rätt strömförsörjning, som kan tillhandahållas av speciella elektroniska enheter - drivrutiner för lysdioder. De omvandlar växelspänningen i 220V-nätverket till en likspänning med ett givet värde. För att förstå vilken funktion omvandlarna utför och vad man ska leta efter när man väljer dem, kommer en analys av de viktigaste typerna och egenskaperna hos enheter att hjälpa.

Syfte med LED-drivrutiner för lysdioder

LED-drivrutins huvudfunktion är att ge en stabiliserad ström genom LED-enheten. Värdet på strömmen som strömmar genom halvledarkristallen måste motsvara lampans parametrar på lysdioden. Detta kommer att säkerställa stabiliteten hos kristall luminiscens och bidra till att undvika dess för tidiga nedbrytning. Dessutom, vid en given ström, kommer spänningsfallet att motsvara det värde som krävs för p-n-övergången. Du kan ta reda på motsvarande matningsspänning för lysdioden med hjälp av strömspänningskarakteristiken.

Vid belysning av bostads- och kontorslokaler med LED-lampor och armaturer används drivrutiner vars kraft tillhandahålls från en växelström 220V. I bilbelysning (strålkastare, dagsljus etc.) används cykelstrålkastare, bärbara lampor, likströmskällor i intervallet 9 till 36V. Vissa lågeffekts-lysdioder kan anslutas utan drivrutin, men då måste ett motstånd inkluderas i LED-omkopplingskretsen i 220 volts nätverk.

Drivarens spänning vid utgången indikeras i intervallet av två slutvärden, mellan vilka stabil drift säkerställs. Det finns adaptrar med ett intervall från 3V till flera dussin. För att driva en krets med 3 seriekopplade vita lysdioder, som alla har en effekt på 1 W, behöver du en drivrutin med utgångsvärden U - 9-12 V, I - 350 mA. Spänningsfallet för varje kristall kommer att vara cirka 3,3 V, totalt 9,9 V, vilket ligger inom förarens räckvidd.

Huvudegenskaper hos omvandlare

Innan du köper en drivrutin för lysdioder bör du bekanta dig med enheternas grundläggande egenskaper.Dessa inkluderar utspänning, märkström och effekt. Omvandlarens utspänning beror på spänningsfallet över LED-källan, liksom på anslutningsmetoden och antalet lysdioder i kretsen. Strömmen beror på kraften och ljusstyrkan hos de emitterande dioderna. Föraren måste förse lysdioderna med den ström de behöver för att bibehålla den önskade ljusstyrkan.

En av de viktigaste egenskaperna hos föraren är kraften som enheten levererar som last. Valet av förarkraft påverkas av kraften hos varje LED-enhet, det totala antalet och färgen på lysdioderna. Algoritmen för beräkning av effekten är att enhetens maximala effekt inte ska vara lägre än förbrukningen av alla lysdioder:

P = P (led) × n,

där P (led) är effekten av en enda LED-källa, och n är antalet lysdioder.

Dessutom måste en förutsättning uppfyllas, enligt vilken en effektreserv på 25-30% skulle säkerställas. Således får det maximala effektvärdet inte vara mindre än värdet (1,3 x P).

Lysdiodernas färgegenskaper bör också beaktas. Trots allt har halvledarkristaller i olika färger olika mängder spänningsfall när en ström med samma styrka passerar genom dem. Så spänningsfallet för en röd lysdiod vid en ström på 350 mA är 1,9-2,4 V, då kommer medelvärdet av dess effekt att vara 0,75 W. För den gröna analogen ligger spänningsfallet i intervallet från 3,3 till 3,9 V och vid samma ström kommer effekten redan att vara 1,25 W. Detta innebär att 16 röda LED-källor eller 9 gröna kan anslutas till drivrutinen för 12V LED.

Hjälpsamma råd! När du väljer en drivrutin för lysdioder rekommenderar experter att inte försumma enhetens maximala effektvärde.

Vad är drivrutinerna för lysdioder efter enhetstyp

Drivrutiner för lysdioder klassificeras efter enhetstyp i linjär och pulserande. Strukturen och den typiska drivkretsen för lysdioder av linjär typ är en strömgenerator baserad på en p-kanaltransistor. Sådana anordningar ger jämn strömstabilisering under villkoret av instabil spänning på ingångskanalen. De är enkla och billiga enheter, men de har låg effektivitet, genererar mycket värme under drift och kan inte användas som drivrutiner för högeffektiva lysdioder.

Pulsenheter skapar en serie högfrekventa pulser i utgångskanalen. Deras arbete baseras på principen PWM (pulsbreddsmodulation), när medelvärdet för utströmmen bestäms av arbetscykeln, dvs. förhållandet mellan pulslängden och antalet repetitioner. Förändringen av värdet på den genomsnittliga utströmmen sker på grund av det faktum att pulsfrekvensen förblir oförändrad och arbetscykeln varierar från 10-80%.

På grund av deras höga konverteringseffektivitet (upp till 95%) och enheternas kompakthet används de ofta för bärbara LED-strukturer. Dessutom har anordningernas effektivitet en positiv effekt på hur länge autonoma kraftenheter fungerar. Puls-omvandlare är kompakta i storlek och har ett brett ingångsspänningsområde. Nackdelen med dessa enheter är den höga nivån av elektromagnetisk störning.

Hjälpsamma råd! LED-drivrutinen ska köpas vid valet av LED-källor, efter att ha bestämt LED-kretsen från 220 volt.

Innan du väljer en drivrutin för lysdioder måste du känna till villkoren för dess funktion och placeringen av LED-enheter. Pulsbreddrivare, som är baserade på en enda mikrokrets, har miniatyrmått och är konstruerade för att drivas från autonoma lågspänningskällor.De viktigaste applikationerna för dessa enheter är biljustering och LED-belysning. På grund av användningen av en förenklad elektronisk krets är dock kvaliteten på sådana omvandlare något lägre.

Dimbar LED-drivrutiner

Moderna LED-drivrutiner är kompatibla med halvledardämpningsenheter. Användningen av dimbara drivrutiner gör att du kan kontrollera belysningsnivån i rum: för att minska glödets intensitet på dagtid, för att betona eller dölja enskilda element i interiören, för att zonera utrymmet. Detta gör det i sin tur möjligt att inte bara rationellt använda el utan också spara LED-ljuskällans resurs.

Dimbar drivrutiner är av två typer. Vissa är anslutna mellan strömförsörjningen och LED-källor. Dessa enheter styr energin från strömförsörjningen till lysdioderna. Sådana anordningar är baserade på PWM-styrning, där energi tillförs belastningen i form av pulser. Pulsvarigheten bestämmer mängden energi från minsta till maximala värde. Drivrutiner av denna typ används främst för LED-moduler med fast spänning, såsom LED-remsor, krypningsledningar etc.

Dimbar omvandlare av andra typen styr direkt strömförsörjningen. Principen för deras funktion är både i PWM-reglering och i att kontrollera mängden ström som strömmar genom lysdioderna. Dimbar drivrutiner av denna typ används för LED-armaturer med konstant ström. Det bör noteras att när man kontrollerar lysdioder med hjälp av PWM-kontroll observeras effekter som påverkar synen negativt.

Jämförelse av dessa två kontrollmetoder är det värt att notera att när man reglerar mängden ström genom LED-källor, observeras inte bara en förändring av glödets ljusstyrka utan också en förändring av glödets färg. Således avger vita lysdioder ett gulaktigt ljus vid en lägre ström och när de förstoras lyser de blått. När lysdioder styrs av PWM-kontroll observeras negativa effekter på synen och en hög grad av elektromagnetisk störning. I detta avseende används PWM-kontroll sällan i kontrast till nuvarande kontroll.

Drivkretsar för lysdioder

Många tillverkare tillverkar drivmikrokretsar för lysdioder som tillåter strömförsörjning från underspänning. Alla befintliga drivrutiner är indelade i enkla, gjorda på basis av 1-3 transistorer och mer komplexa med hjälp av speciella mikrokretsar med pulsbreddsmodulation.

ON Semiconductor erbjuder ett brett utbud av IC: er som förarbas. De kännetecknas av rimlig kostnad, utmärkt omvandlingseffektivitet, ekonomi och låg nivå av elektromagnetiska impulser. Tillverkaren presenterade en pulsdrivare av typen UC3845 med en utgångsström på upp till 1A. På en sådan mikrokrets kan du implementera en drivkrets för en 10W LED.

HV9910 (Supertex) elektroniska komponenter är en populär IC för drivrutiner på grund av deras enkla kretsupplösning och låga pris. Den har en inbyggd spänningsregulator och ledningar för dimreglering, samt en utgång för programmering av omkopplingsfrekvensen. Utgångsströmvärdet är upp till 0,01 A. Det är möjligt att implementera en enkel drivrutin för lysdioder på denna mikrokrets.

Baserat på UCC28810-mikrokretsen (tillverkad av Texas Instruments) kan du skapa en drivkrets för högeffekts-lysdioder. I en sådan LED-drivkrets kan en utspänning på 70-85V skapas för LED-moduler bestående av 28 LED-källor med en ström av 3 A.

Hjälpsamma råd! Om du planerar att köpa 10 W ultra-ljusa lysdioder kan du använda en pulsdrivare på UCC28810-chipet för design från dem.

Clare erbjuder en enkel pulsdrivenhet baserad på CPC 9909-mikrokretsen och innehåller en omvandlarstyrenhet i ett kompakt paket. På grund av den inbyggda spänningsstabilisatorn kan omvandlaren drivas från en spänning på 8-550V. CPC 9909-mikrokretsen gör att föraren kan arbeta i ett brett spektrum av temperaturförhållanden från -50 till 80 ° C.

Hur man väljer en drivrutin för lysdioder

Det finns ett brett utbud av LED-drivrutiner på marknaden från olika tillverkare. Många av dem, särskilt de som tillverkas i Kina, har ett lågt pris. Att köpa sådana enheter är dock inte alltid lönsamt, eftersom de flesta av dem inte uppfyller de deklarerade egenskaperna. Dessutom åtföljs inte sådana förare av en garanti, och om en defekt upptäcks kan de inte returneras eller ersättas med högkvalitativa.

Så det finns en möjlighet att köpa en drivrutin, vars deklarerade effekt är 50 W. Men det visar sig faktiskt att denna egenskap har en variabel karaktär och denna effekt är bara kortvarig. I verkligheten fungerar en sådan enhet som en 30W LED-drivrutin eller maximalt 40W. Det kan också visa sig att påfyllningen saknar några av de komponenter som är ansvariga för förarens stabila drift. Dessutom kan komponenter av låg kvalitet och med kort livslängd användas, vilket i huvudsak är en defekt.

När du köper bör du vara uppmärksam på indikationen på produktens märke. En kvalitetsprodukt kommer definitivt att ange tillverkaren som kommer att ge en garanti och är redo att vara ansvarig för sina produkter. Det bör noteras att livslängden för förare från pålitliga tillverkare kommer att bli mycket längre. Nedan följer drivrutins ungefärliga körtid, beroende på tillverkare:

• förare från tvivelaktiga tillverkare - inte mer än 20 tusen timmar;
• enheter av genomsnittlig kvalitet - cirka 50 tusen timmar;
• en omvandlare från en pålitlig tillverkare som använder kvalitetskomponenter - över 70 tusen timmar.

Hjälpsamma råd! Vilken kvalitet LED-drivrutinen kommer att vara är upp till dig. Det bör dock noteras att det är särskilt viktigt att köpa en egen omvandlare när det gäller att använda den för LED-strålkastare och högeffektiva lampor.

Beräkning av drivrutiner för lysdioder

För att bestämma spänningen vid utgången från en LED-drivrutin måste förhållandet mellan effekt (W) och ström (A) beräknas. Till exempel har föraren följande egenskaper: effekt 3 W och ström 0,3 A. Det beräknade förhållandet är 10V. Således blir detta det maximala värdet på omvandlarens utgångsspänning.

Relaterad artikel:

Om du behöver ansluta 3 LED-källor, var och en av dessa är 0,3 mA vid en matningsspänning på 3V. Genom att ansluta en av enheterna till LED-drivrutinen kommer utspänningen att vara 3V och en ström på 0,3 A.Efter att ha samlat två LED-källor i serie kommer utspänningen att vara 6V och en ström på 0,3 A. Genom att lägga till en tredje lysdiod i seriekedjan får vi 9V och 0,3 A. Vid anslutning parallellt kommer 0,3 A att fördelas lika mellan lysdioderna vid 0,1 A. Genom att ansluta lysdioderna till en 0,3 A-enhet med ett strömvärde på 0,7 får de bara 0,3 A.

Detta är algoritmen för hur LED-drivrutiner fungerar. De levererar mängden ström som de är designade för. Sättet att ansluta LED-enheter i detta fall spelar ingen roll.Det finns drivrutinmodeller som antar ett antal lysdioder som är anslutna till dem. Men då finns det en begränsning av kraften hos LED-källor: den bör inte överstiga förarens kraft. Drivrutiner finns tillgängliga för ett visst antal anslutna lysdioder och färre lysdioder får ansluta till dem. Men sådana drivrutiner har låg effektivitet, i motsats till enheter som är utformade för ett visst antal LED-enheter.

Det bör noteras att de drivrutiner som är konstruerade för ett fast antal emitterande dioder är skyddade mot nödsituationer. Sådana omvandlare fungerar inte korrekt om färre lysdioder är anslutna till dem: de blinkar eller tänds inte alls. Således, om du ansluter en spänning till föraren utan motsvarande belastning, blir den instabil.

Var kan jag köpa LED-drivrutiner

Du kan köpa en LED-drivrutin på specialiserade platser som säljer radiokomponenter. Dessutom är det mycket bekvämare att bekanta sig med produkterna och beställa den nödvändiga produkten med hjälp av katalogerna på motsvarande webbplatser. Dessutom kan nätbutiker köpa inte bara omvandlare utan även LED-belysningsenheter och relaterade produkter: Nätaggregat, styrenheter, anslutningsverktyg, elektroniska komponenter för reparation och montering av en drivrutin för lysdioder med egna händer.

Säljande företag presenterade ett stort sortiment av LED-drivrutiner, vars tekniska egenskaper och priser kan ses i prislistorna. Som regel är priserna på produkter vägledande och specificeras vid beställning från en projektledare. Sortimentet inkluderar omvandlare med olika kraft och skydd, som används för utomhus- och inomhusbelysning, samt för belysning och inställning av bilar.

När du väljer en förare bör du ta hänsyn till villkoren för dess användning och LED-strukturens strömförbrukning. Därför är det nödvändigt att köpa en drivrutin innan du köper lysdioder. Så innan du köper en drivrutin för 12 volt lysdioder måste du ta hänsyn till att den ska ha en effektreserv på cirka 25-30%. Detta är nödvändigt för att minska risken för skada eller fullständigt fel på enheten vid kortslutning eller spänningsfall i nätverket. Omvandlarens kostnad beror på antalet inköpta enheter, betalningsform och leveranstid.

Tabellen visar de viktigaste parametrarna och dimensionerna för 12 volt spänningsstabilisatorer för lysdioder med en indikation på deras ungefärliga pris:

LD DC / AC 12 V modifiering	Mått, mm (h / w / d)	Utgångsström, A	Kraft, W	pris, gnugga.
1x1W 3-4VDC 0,3A MR11	8/25/12	0,3	1x1	73
3x1W 9-12VDC 0,3A MR11	8/25/12	0,3	3x1	114
3x1W 9-12VDC 0,3A MR16	12/28/18	0,3	3x1	35
5-7x1W 15-24VDC 0,3A	12/14/14	0,3	5-7x1	80
10W 21-40V 0,3A AR111	21/30	0,3	10	338
12W 21-40V 0,3A AR11	18/30/22	0,3	12	321
3x2W 9-12VDC 0.4A MR16	12/28/18	0,4	3x2	18
3x2W 9-12VDC 0,45A	12/14/14	0,45	3x2	54

 

Gör drivrutiner för lysdioder med egna händer

Med färdiga mikrokretsar kan radioamatörer oberoende sätta ihop drivrutiner för lysdioder med olika kraft. För att göra detta måste du kunna läsa elektriska diagram och ha färdigheter i att arbeta med ett lödkolv. Du kan till exempel överväga flera alternativ för DIY LED-drivrutiner för LED-lampor.

Drivkretsen för 3W LED kan implementeras baserat på det kinesiska PowTech PT4115-chipet. Mikrokretsen kan användas för att driva LED-enheter över 1W och inkluderar styrenheter som har en tillräckligt kraftfull transistor vid utgången. Den PT4115-baserade drivrutinen är mycket effektiv och har ett minimalt antal bandkomponenter.

PT4115 översikt och tekniska parametrar för dess komponenter:

• funktion av ljusstyrningskontroll (dimning);
• ingångsspänning - 6-30V;
• utgångsströmvärde - 1,2 A;
• nuvarande stabiliseringsavvikelse upp till 5%;
• skydd mot lastavbrott
• förekomsten av slutsatser för dimning;
• effektivitet - upp till 97%.

Mikrokretsen har följande slutsatser:

• för utgångsbrytaren - SW;
• för kretsens signal- och matningssektion - GND;
• för ljusstyrningskontroll - DIM;
• ingångsströmgivare - CSN;
• matningsspänning - VIN;

Diy LED-drivkrets baserad på PT4115

Drivkretsar för att driva LED-enheter med en spridningseffekt på 3 W kan utföras i två versioner. Den första antar närvaron av en strömkälla med en spänning på 6 till 30V. I ett annat schema tillhandahålls ström från en växelströmskälla med en spänning på 12 till 18V. I detta fall införs en diodbro i kretsen, vid vilken utgången en kondensator är installerad. Det hjälper till att jämna ut spänningsfluktuationer, dess kapacitet är 1000 μF.

För den första och andra kretsen är kondensatorn (CIN) av särskild betydelse: denna komponent är utformad för att minska krusningen och kompensera för den energi som ackumuleras av induktorn när MOP-transistorn stängs av. I avsaknad av en kondensator kommer all induktansenergi genom DShB (D) halvledardioden att gå till matningsspänningen (VIN) -uttaget och orsaka nedbrytning av mikrokretsen i förhållande till matningen.

Hjälpsamma råd! Det bör beaktas att anslutning av LED-drivrutinen i avsaknad av en ingångskondensator inte är tillåten.

Med tanke på antalet och hur mycket lysdioderna förbrukar beräknas induktansen (L). I LED-drivkretsen ska induktansen väljas, vars värde är 68-220 μH. Detta framgår av uppgifterna i den tekniska dokumentationen. Det är möjligt att erkänna en liten ökning av värdet på L, men det bör tas i beaktande att då kretsens effektivitet som helhet kommer att minska.

Så snart spänning appliceras kommer värdet på strömmen som passerar genom motståndet RS (fungerar som en strömsensor) och L att vara noll. Vidare analyserar CS-komparatorn de potentiella nivåerna före och efter motståndet - som ett resultat visas en hög koncentration vid utgången. Strömmen som går till lasten ökar upp till ett visst värde som styrs av RS. Strömmen ökar beroende på induktansvärdet och på spänningsvärdet.

Montering av drivkomponenter

Bandkomponenterna i RT 4115-mikrokretsen väljs med hänsyn till tillverkarens instruktioner. En lågimpedanskondensator (låg ESR-kondensator) bör användas för CIN, eftersom användning av andra analoger kommer att påverka drivrutins effektivitet negativt. Om enheten drivs från ett block med stabiliserad ström krävs en kondensator med en kapacitet på 4,7 μF eller mer vid ingången. Vi rekommenderar att du placerar den bredvid mikrokretsen. Om strömmen växlar måste du införa en solid state-tantalkondensator med en kapacitet på minst 100 μF.

En induktor på 68 μH måste installeras i omkopplingskretsen för 3 W lysdioder. Den ska placeras så nära SW-terminalen som möjligt. Du kan skapa en spole själv. Detta kräver en ring från en felaktig dator och en lindningskabel (PEL-0.35). Dioden FR 103 kan användas som diod D. Dess parametrar: kapacitans 15 pF, återhämtningstid 150 ns, temperatur från -65 till 150 ° C. Den klarar strömpulser upp till 30 A.

Minimivärdet för RS-motståndet i LED-drivkretsen är 0,082 ohm, strömmen är 1,2 A. För att beräkna motståndet måste du använda den ström som krävs för lysdioden. Nedan är formeln att beräkna:

RS = 0,1 / I,

där jag är LED-källans nominella ström.

Värdet på RS i LED-drivkretsen är 0,13 Ohm, det aktuella värdet är 780 mA. Om ett sådant motstånd inte kan hittas kan flera lågmotståndskomponenter användas med hjälp av motståndsformeln för parallell- och seriekoppling i beräkningen.

DIY 10 Watt LED-drivrutinslayout

Du kan montera en drivrutin för en kraftfull LED själv med hjälp av elektroniska kort från misslyckade lysrör. Oftast brinner lampor ut i sådana lampor. Elektronkortet förblir i drift, vilket gör att dess komponenter kan användas för hemlagad strömförsörjning, drivrutiner och andra enheter. För arbete kan du behöva transistorer, kondensatorer, dioder, induktorer (drosslar).

Den defekta lampan måste demonteras försiktigt med en skruvmejsel. För att skapa en drivrutin för en 10W LED bör du använda en 20W lysrör. Detta är nödvändigt så att choken tål lasten med en marginal. För en mer kraftfull lampa bör du antingen välja lämpligt kort eller byta ut själva choken med en analog med en stor kärna. För LED-källor med lägre effekt kan antalet lindningsvarv justeras.

Vidare, ovanpå lindningens primära varv, är det nödvändigt att göra 20 varv av tråd och, med hjälp av ett lödkolv, ansluta denna lindning med en likriktardiodbro. Därefter bör du använda spänning från 220V-nätverket och mäta utspänningen på likriktaren. Dess värde var 9,7V. LED-källan genom amperemätaren förbrukar 0,83 A. Det nominella värdet på denna LED är dock 900 mA, så att den lägre strömförbrukningen ökar dess resurs. Monteringen av diodbroen utförs genom hängande montering.

Den nya tavlan och diodbryggan kan placeras i ett stativ från en gammal bordslampa. Således kan LED-drivrutinen monteras oberoende av tillgängliga radiokomponenter från felaktiga enheter.

På grund av det faktum att lysdioder är mycket krävande på strömförsörjningen är det nödvändigt att välja en drivrutin för dem. Om omvandlaren väljs korrekt kan du vara säker på att parametrarna för LED-källorna inte kommer att försämras och att lysdioderna kommer att hålla under den avsedda perioden.