Опис драйвера для живлення світлодіодів

Світлодіоди є універсальними та економічними джерелами освітлення, які увійшли до кожного будинку. За допомогою сучасних світлодіодних ламп організовують освітлення квартир, будинків, офісів, громадських будівель та вулиць. Найважливішим елементом будь-якого приладу, що працює на світлодіодах, є драйвер. Компонент має низку особливостей, які важливо враховувати під час використання електроприладів.

Світлодіодний драйвер - що це таке

Прямий переклад слова "драйвер" означає "водій". Таким чином, драйвер будь-якої світлодіодної лампи виконує функцію управління напругою, що подається на пристрій, і регулює параметри освітлення.

1. Світлодіодний драйвер.

Світлодіоди це електричні прилади, здатні випромінювати світло у певному спектрі. Щоб пристрій працював правильно, необхідно подавати на нього виключно постійну напругу з мінімальними пульсаціями. Умова особливо актуальна для потужних світлодіодів. Навіть мінімальні перепади напруги здатні вивести прилад із ладу. Незначне зниження вхідної напруги миттєво вплине на параметри світловіддачі. Перевищення встановленого значення призводить до перегріву кристала та його перегорання без можливості відновлення.

Драйвер здійснює функцію стабілізатора вхідної напруги. Саме цей компонент відповідає за підтримку необхідних значень струму та правильну роботу джерела освітлення. Використання якісних драйверів гарантує тривале та безпечне використання приладу.

Як працює драйвер

LED-драйвер – джерело постійного струму, що створює на виході напругу. В ідеалі воно не повинно залежати від навантаження, що подається на драйвер.Мережа змінного струму характеризується нестабільністю і нерідко спостерігаються значні перепади параметрів. Стабілізатор повинен згладжувати перепади та запобігати їх негативному впливу.

Наприклад, підключаючи до джерела напруги 12 резистор на 40 Ом можна отримати стабільний показник струму в 300 мА.

2. Зовнішній вигляд регулятора.

Якщо підключити паралельно два однакові резистори на 40 Ом, струм на виході становитиме вже 600 мА. Така схема досить проста і характерна для найдешевших електричних приладів. Вона не здатна автоматично підтримувати потрібну силу струму та протистояти пульсаціям напруги повною мірою.

Види

Драйвери живлення для світлодіодів ділять на дві великі групи: лінійні та імпульсні, за принципом роботи.

Імпульсна стабілізація

Імпульсна стабілізація відрізняється надійністю та ефективністю при роботі з діодами практично будь-якої потужності.

Малюнок 3. Схема імпульсної стабілізації світлодіодного ланцюга.

Регулюючий елемент є кнопка, схема доповнена накопичувальним конденсатором. Після подачі напруги натискається кнопка, що змушує конденсатор накопичувати енергію. Потім кнопка розмикається, а постійна напруга від конденсатора надходить на освітлювальне обладнання. Щойно конденсатор розрядиться, процедура повторюється.

Зростання напруги дозволяє скоротити час заряджання конденсатора. Подача напруги запускається спеціальним транзистором чи тиристором.

Все відбувається автоматично зі швидкістю близько сотень тисяч замикань на секунду. ККД у цьому випадку нерідко досягає вражаючого показника 95%. Схема ефективна навіть за використання високопотужних світлодіодів, оскільки втрати енергії у процесі роботи виявляються незначними.

Лінійний стабілізатор

Лінійний принцип регулювання струму інший. Найпростіша схема такого ланцюга представлена ​​на малюнку нижче.

4. Схема використання лінійного стабілізатора.

У ланцюг встановлений резистор, що обмежує струм. Якщо змінюється напруга живлення, зміна опору резистора дозволить знову виставити потрібне значення струму. Лінійний стабілізатор автоматично стежить за струмом, що проходить через світлодіод, і при необхідності регулює його за допомогою перемикача резистора. Процес протікає дуже швидко і допомагає оперативно реагувати на найменші коливання мережі.

Подібна схема проста і ефективна, проте є недолік - марне розсіювання потужності струму, що проходить через регулюючий елемент. З цієї причини варіант оптимальний при використанні з невеликим робочим струмом. Використання високопотужних діодів може призвести до того, що елемент регулювання споживатиме більше енергії, ніж сама лампа.

Як підібрати

Щоб підібрати світлодіодний драйвер, необхідно розглядати комплексно характеристики приладу:

• напруга на вході та виході;
• вихідний струм;
• потужність;
• рівень захисту від шкідливих впливів.

Спочатку визначають джерело живлення. Використовуються стандартна мережа зі змінною напругою, акумулятор, блок живлення та багато іншого. Головне, щоб вхідна напруга була у вказаному в паспорті пристрою діапазоні. Струм також повинен відповідати вхідній мережі та під'єднаному навантаженню.

Малюнок 5. Види блоків

Виробники випускають пристрої у корпусах або без них. Корпуси ефективно захищають від вологи, пилу та негативних впливів навколишнього середовища. Однак для вбудовування приладу безпосередньо в лампу корпус не є обов'язковим компонентом.

Як розрахувати

Для правильної організації електричного кола важливо розрахувати вихідні параметри. За підсумками отриманих даних реалізується підбір конкретної моделі.

Як підібрати драйвер для світлодіодного світильника.

Розрахунок починається з розгляду світлодіодів з урахуванням їхньої напруги та струму. Характеристики можна побачити у документах. Наприклад, використовуються діоди напругою 3,3 зі струмом 300 мА. Необхідно створити світильник, у якому три світлодіоди розташовані один за одним послідовно. Розраховується падіння напруги в ланцюзі: 3,3 * 3 = 9,9 В. Струм у цьому випадку залишається постійним. Значить користувачеві буде потрібний драйвер з вихідною напругою 9,9 В і силою струму 300 мА.

Саме такий блок знайти не вдасться, оскільки сучасні прилади розраховані на використання в певному діапазоні. Струм приладу може бути трохи меншим, лампа буде менш яскравою. Перевищувати струм заборонено, оскільки такий підхід здатний вивести пристрій із ладу.

Тепер потрібно визначити потужність пристрою. Добре, якщо вона перевищуватиме потрібний показник на 10-20%. Розрахунок потужності здійснюється за формулою, помножуючи робочу напругу струм: 9,9 * 0,3 = 2,97 Вт.

Рисунок 7. Плата драйвера.

Як підключити до світлодіодів

Підключити драйвер до світлодіодів можна навіть без особливих навичок. Контакти та роз'єми позначені маркуванням на корпусі.

Маркуванням INPUT позначені контакти вхідного струму, OUTPUT означає вихід. Важливо дотримуватися полярності. Якщо напруга, що підключається, постійна, то контакт «+» потрібно підключити до позитивного полюса батареї.

При використанні змінної напруги враховують маркування вхідних дротів. На "L" подається фаза, на "N" - нуль. Фазу можна знайти індикаторною викруткою.

Якщо є маркування «~», «АС» або відсутні позначення, дотримання полярності не обов'язково.

Рисунок 6. Підключення діодів послідовно.

При підключенні світлодіодів до виходу полярність важливо дотримуватись у будь-якому випадку. В даному випадку "плюс" від драйвера підключається до анода першого світлодіода ланцюга, а "мінус" до катода останнього.

Рисунок 7. Паралельне підключення.

Наявність у ланцюзі великої кількості світлодіодів може викликати необхідність розбити їх на кілька груп, з'єднаних паралельно. Потужність складатиметься з потужностей всіх груп, тоді як робоча напруга виявиться рівним показнику однієї групи в ланцюзі. Струми в даному випадку також складаються.

Як перевірити драйвер світлодіодної лампи

Перевірити роботу драйвера світлодіода можна, підключивши світильник до мережі. Треба тільки переконатися у справності освітлювального приладу та відсутності пульсацій.

Існує спосіб перевірити драйвер без світлодіода. На нього подається 220 В та вимірюються показники на виході. Показник повинен бути постійним, за значенням трохи більшим за вказаний на блоці. Наприклад зазначені на блоці значення 28-38 позначають вихідну напругу без навантаження близько 40 В.

Описаний спосіб перевірки не дає повного уявлення про справність драйвера. Нерідко доводиться стикатися зі справними блоками, які не включаються вхолосту або працюють нестабільно без навантаження. Виходом є підключення до приладу спеціального завантажувального резистора. Вибрати опір резистора можна за законом Ома з урахуванням зазначених на блоці показників.

Якщо після підключення резистора напруга на виході виявляється такою, як зазначено, драйвер справний.

Термін служби

Драйвери мають власний ресурс.Найчастіше виробники гарантують 30 тис. годин роботи драйвера при інтенсивній експлуатації.

На термін служби також впливатимуть перепади напруги у мережі, температура, вологість.

Значно скоротити ресурс пристрою може недостатня завантаженість. Якщо драйвер розрахований на 200 Вт, а функціонує при 90 Вт, більшість вільної потужності викликає перевантаження мережі. Виникають збої, мерехтіння, лампа може перегоріти протягом року.

Драйвер для світлодіодних світильників: схема, види, перевірка та підключення, складання

Драйвер для світлодіодів є електронним пристроєм, на виході якого утворюється постійний струм після стабілізації. У разі утворюється не напруга, саме струм. Пристрої, що стабілізують напругу, називаються блоками живлення. На їхньому корпусі вказується вихідна напруга. Блоки живлення 12 застосовують для живлення LED-лінійок, світлодіодної стрічки і модулів.

Основним параметром LED-драйвера, яким він зможе забезпечувати споживача тривалий час при певному навантаженні, є вихідний струм. Як навантаження застосовуються окремі світлодіоди або збирання з аналогічних елементів.

ККД імпульсного драйвера для світлодіодів досягає 95%

Драйвер для світлодіода зазвичай живиться від мережі напругою 220 В. У більшості випадків діапазон робочої вихідної напруги становить від трьох вольт і може досягати кількох десятків вольт. Для підключення світлодіодів 3W у кількості шести штук потрібно драйвер з вихідною напругою від 9 до 21 В, розрахований на 780 мА. При своїй універсальності він має малий ККД, якщо на нього включити мінімальне навантаження.

При освітленні в автомобілях, фарах велосипедів, мотоциклів, мопедів і т.д.д., в оснащенні переносних ліхтарів використовується живлення з постійною напругою, значення якого варіюється від 9 до 36 В. Можна не застосовувати драйвер для світлодіодів з невеликою потужністю, але в таких випадках потрібно внесення відповідного резистора в мережу напругою 220 В. Незважаючи на те , що в побутових вимикачах використовується цей елемент, підключити світлодіод до мережі 220 і розраховувати на надійність досить проблематично.

Основні особливості

Потужність, яку ці пристрої здатні віддавати під навантаженням, є важливим показником. Не варто перевантажувати його, намагаючись досягти максимальних результатів. В результаті таких дій можуть вийти з ладу драйвери для світлодіодів або самі LED-елементи.

Дешевий світлодіодний драйвер

На електронну начинку пристрою впливає безліч причин:

• клас захисту апарату;
• елементна складова, яка застосовується для збирання;
• параметри входу та виходу;
• марка виробника.

Виготовлення сучасних драйверів виконується за допомогою мікросхем з використанням технології широтно-імпульсного перетворення, до складу яких входять імпульсні перетворювачі та схеми, що стабілізують струм. ШИМ-перетворювачі запитуються від 220 В, мають високий клас захисту від коротких замикань, перевантажень, а також високим ККД.

Технічні характеристики

Перед придбанням перетворювача світлодіодів слід вивчити характеристики пристрою. До них належать такі параметри:

Схема підключення LED-драйвера

На вихідну напругу впливає схема підключення до джерела живлення, кількість світлодіодів. Значення струму пропорційно залежить від потужності діодів та яскравості їхнього випромінювання.Світлодіодний драйвер повинен видавати стільки струму для світлодіодів, скільки буде потрібно для забезпечення постійної яскравості. Варто пам'ятати, що потужність необхідного пристрою повинна бути споживаною всіма світлодіодами. Розрахувати її можна, використовуючи таку формулу:

P(led) – потужність одного LED-елемента;

n - Кількість LED-елементів.

Для забезпечення тривалої та стабільної роботи драйвера слід враховувати запас потужності пристрою 20–30% від номінальної.

Підключення світлодіодів до драйвера

Виконуючи розрахунок, слід враховувати колірний чинник споживача, оскільки впливає падіння напруги. У різних кольорів воно матиме різні значення.

Види драйверів типу конструкції

Драйвера для LED-елементів є невеликою електронною схемою, зібраною з резисторів, конденсаторів і напівпровідникових діодів, розміщених на платі.

Пристрої, що стабілізують струм для світлодіодів, випускаються у 2 версіях:

• У корпусі. Це найпоширеніший варіант. Вартість такого приладу вища. Його головний плюс – захист конструктивних елементів від вологи та пилу.
• Без корпусу. Їхнє застосування виправдане тільки при прихованому монтажі. Вони дешевші за корпусні аналоги.

Перетворювачі конструктивного виконання ділять на три групи.

Електронний

У електронному перетворювачі за корекцію струму відповідає транзистор. Його завдання – розвантаження регулювальної мікросхеми. Щоб максимально згладити пульсацію, на виході схеми встановлено конденсатор.

Електронні пристрої дорого коштують, але стабілізують струм максимум до 750 мА. Найновіші драйвери такого типу зазвичай встановлюють на лампи з цоколем Е27.

Головні недоліки – пульсації та перешкоди у високочастотному діапазоні.Якщо в одну розетку зі світильником увімкнути побутові прилади, наприклад, радіоприймач, з'являються перешкоди на FM-частотах. .

У хорошому електронному драйвері має бути відразу два конденсатори:

• електролітичний, що згладжує пульсації;
• керамічний, що знижує високі частоти.

Таке поєднання трапляється рідко, особливо в драйверах китайського виробництва. Користувачі, що знаються на мікросхемах, можуть отримувати вихідні параметри драйвера, змінюючи номінали резисторів.

Завдяки високому ККД – близько 95 % – електронні драйвери використовують для різних цілей (для забезпечення роботи автомобільних світлодіодних ламп, вуличного та побутового освітлення).

На основі конденсаторів

Дещо меншою популярністю користуються драйвери, робота яких заснована на використанні конденсаторів. Майже всі схеми бюджетних LED-ламп із такими пристроями мають схожі характеристики.

Через зміни, що вносяться виробниками в електричні ланцюги, з них можуть видалятися деякі елементи. Особливо часто у них відсутній конденсатор, який відповідає за згладжування пульсацій.

Плюси драйверів на конденсаторах:

• простота конструкції;
• ККД прагне 100 %, оскільки втрати потужності спостерігаються лише з резисторах і переходах напівпровідникових елементів.

Відповідно до ГОСТу, норма допустимих пульсацій становить 10-20 % і залежить від призначення приміщення, в якому працює освітлювальний пристрій.

Димований

Діммер – пристрій, що регулює яскравість світлодіодів. Багато сучасних драйверів мають у своєму складі ці корисні пристрої.

Плюси димованих драйверів:

• Користувач вибирає рівень освітленості, комфортний для поточного моменту;
• включення диммера в стабілізатори струму дозволяє економно витрачати як електроенергію, і ресурс світлодіодів.

• Димуючий пристрій розташовується між живленням та LED-світильником. Такий прилад керує електроенергією, що подається на світлодіоди. Зазвичай це широтно-імпульсні стабілізатори (ШІМ), що коригують величину струму.
• Пристрій керує джерелом живлення. Воно виконує корекцію струму. Змінюється яскравість та колір діодів.

З корпусом чи без нього?

Драйвера випускаються у корпусі або без. Перший варіант є найпоширенішим і дорожчим. Такі пристрої захищені від потрапляння вологи та частинок пилу.

Пристосування другого типу застосовуються під час проведення прихованого монтажу і, відповідно, відрізняються дешевизною.

Живлення всіх представлених приладів може бути від мережі 12 В або 220 В. Незважаючи на те, що безкорпусні моделі виграють у ціні, вони суттєво відстають у плані безпеки та надійності механізму

Кожен з них відрізняється допустимою температурою в процесі експлуатації – на це необхідно звертати увагу при підборі.

Термін експлуатації

Тривалість коректної роботи драйвера залежить від його якості та умов експлуатації. Але навіть найякісніший прилад має набагато менший ресурс, ніж підключені до нього світлодіоди.

LED-елементи від відомих брендів працюють близько 100 000 годин. Розрахунковий час функціонування драйвера:

• низька якість – до 20 000 годин;
• середня – до 50 000 годин;
• висока – до 70 000 годин.

Для виробництва та вулиці рекомендується брати драйвери з більшим терміном служби.

На тривалість роботи стабілізатора струму світлодіодів впливають зовнішні чинники. Драйвер може вийти з ладу з таких причин:

• висока вологість у приміщенні, що не відповідає ступеню захисту пристрою;
• різкі температурні перепади;
• неякісна вентиляція;
• неправильний розрахунок потужності навантаження.

Найчастіше драйвер ламається через конденсатор - він виходить з ладу при стрибках напруги в мережі.

Як підібрати драйвер?

Налічується безліч різновидів драйверів, які використовуються для LED-освітлення. Більшість із представленої продукції виготовлено у Китаї і не має потрібної якості, але виділяється при цьому низьким ціновим діапазоном. Якщо потрібний хороший драйвер, краще не гнатися за дешевизною китайського виробництва, тому що їх характеристики не завжди збігаються із заявленими, і рідко коли до них додається гарантія. Можливо шлюб на мікросхемі чи швидкий вихід із ладу пристрою, у разі не вдасться здійснити обмін більш якісний виріб чи повернути кошти.

Світлодіодний драйвер без корпусу

Найбільш часто обирається варіантом є безкорпусний драйвер, що живиться від 220 В або 12 В. Різні модифікації дозволяють використовувати їх для одного або більше світлодіодів. Ці пристрої можна вибрати для організації досліджень в лабораторії або проведення експериментів. Для фіто-ламп та побутового застосування вибирають драйвери для світлодіодів, що знаходяться у корпусі. Безкорпусні пристрої виграють у ціновому плані, але програють в естетиці, безпеці та надійності.

Максимальна потужність драйвера

Напруга на виході залежить від кількості діодів у ланцюгу та від схеми їх включення. Воно має бути більшим або рівним сумі енергії, витраченої кожним блоком електричної схеми.

Номінальний струм визначається потужністю елементів та їх яскравістю. Мета стабілізатора – забезпечити діоди необхідною енергією.

Загальна потужність світлодіодів визначається параметрами кожного елемента, їх числом та кольором. Кількість споживаної енергії вважають за формулою:

P = PLED x N, де N – число діодів у ланцюзі, PLED – потужність одного діода.

Номінал беруть на 20-30% більше за розрахункову потужність:

Враховують також колір свічення елементів. Він впливає на вихідну напругу. Його вказують прямо на пристрої або упаковці.

Наприклад, є три світлодіоди потужністю по 3 Вт. Тоді загальна потужність 9 Вт. Рекомендована Pmax драйвера = 9 х 1,3 = 11,7 Вт.

Вартість

Драйвери для LED-освітлення продаються в електротехнічних магазинах, Інтернеті, торгових точках, де займаються радіодеталями. Найдешевше обходиться покупка на Інтернет-майданчиках.

Орієнтовні ціни на стабілізатори струму:

• DC12V (потужність 18 Вт, вхідна напруга 12 В, вихідна 100-240 В) - 190 рублів;
• LB0138 (6 Вт, 45, 220 В) - 170 рублів;
• YW-83590 (21 Вт, 25-35, 200-240 В) - 690 рублів;
• LB009 (150 Вт, 12 В, 170-260 В) - 750 рублів.

Мікросхема PT4115 - знижуючий перетворювач - коштує 150 рублів за одну штуку. Більш потужні елементи коштують від 150 до кількох тисяч карбованців.

Інші характеристики

При покупці драйвера зверніть увагу на такі характеристики:

• Напруга на виході. Його величина залежить від числа світлодіодів у світильнику, від способу подачі живлення та падіння напруги на напівпровідниках. На ринку є пристрої з напругою від 2 до 50 і більше.
• Номінальний струм. Він має бути достатнім для забезпечення оптимальної яскравості.
• Колір світлодіодів. Він впливає падіння напруги.

Залежність електричних параметрів від кольору світлодіодів:

Якщо в джерелі світла три послідовно з'єднані світлодіоди білого світла потужністю 1 Вт, знадобиться драйвер з напругою 9-12 В і струмом 350 мА.

Падіння напруги на білих кристалах – 3,3 В. Під час послідовного з'єднання напруги підсумовують. Виходить 9,9, що задовольняє робочий діапазон драйвера.

Залежно від модифікації пристрої використовують для певної кількості світлодіодів – одного, двох або більше.

У побуті та для фітоламп рекомендується використовувати драйвери в корпусах. Вони естетичніші і безпечніші за безкорпусні.

Наприклад, LED-драйвери з мікросхемою 9918c у світлодіодній лампі підходять для управління нерегульованими лампами та підтримують потужність до 25 Вт.

Де використовуються LED драйвера?

Електронний пристрій - драйвер - зазвичай живиться від електричної мережі 220В, але розрахований на роботу і з дуже низькою напругою 10, 12 і 24В. Діапазон робочої вихідної напруги, як правило, становить від 3В до декількох десятків вольт. Наприклад, потрібно підключити сім світлодіодів напругою 3В. У цьому випадку буде потрібний драйвер з вихідною напругою від 9 до 24В, який розрахований на 780 мА. Зверніть увагу, що, незважаючи на універсальність, такий драйвер матиме малий коефіцієнт корисної дії, якщо дати йому мінімальне навантаження.

Якщо вам потрібно встановити освітлення в авто, вставити лампу у фару велосипеда, мотоцикла, в один або два невеликі вуличні ліхтарі або в ручний ліхтар, живлення від 9 до 36В вам буде цілком достатньо.

LED-драйвери по потужніше необхідно буде вибирати, якщо ви маєте намір підключити світлодіодну систему, що складається з трьох і більше пристроїв, на вулиці, вибрали її для оформлення свого інтер'єру, або у вас є настільні офісні світильники, які працюють не менше 8 годин на день .

Як працює драйвер?

Як ми вже розповідали, LED-драйвер виступає джерелом струму. Джерело напруги створює на своєму виході деяку напругу, що в ідеалі не залежить від навантаження.

Наприклад, підключимо до джерела напругою 12 резистор 40 Ом. Через нього піде струм величиною 300мА.

Тепер включимо відразу два резистори. Сумарний струм становитиме вже 600мА.

Блок живлення підтримує на виході заданий струм. Напруга може змінюватися. Підключимо також резистор 40Ом до драйвера 300мА.

Блок живлення створить на резистори падіння напруги 12В.

Якщо підключити паралельно два резистори, струм також буде 300мА, а напруга впаде вдвічі.

Як правильно підключати світлодіоди-LED?

Підключати світлодіоди можна кількома способами.

Перший спосіб - це послідовне введення. Тут буде потрібно драйвер напругою 12В і струмом 300мА. При такому способі світлодіоди в лампі або на стрічці горять однаково яскраво, але якщо ви наважитеся підключити більше світлодіодів, вам знадобиться драйвер з дуже великою напругою.

Другий спосіб – паралельне підключення. Нам підійде блок живлення на 6В, а струму споживатиметься приблизно вдвічі більше, ніж при послідовному підключенні. Є й недолік — один ланцюг може світити яскравіше за інший.

Послідовно-паралельне з'єднання – зустрічається в прожекторах та інших потужних світильниках, що працюють і від постійної, і змінної напруги.

Четвертий спосіб - підключення драйвера послідовно по два.

Є ще й гібридний варіант. Він поєднав у собі переваги від послідовного та паралельного з'єднання світлодіодів.

Фахівці радять драйвер вибирати перед тим, як ви купите світлодіоди, та ще й бажано заздалегідь визначити схему їхнього підключення. Так блок живлення буде для вас більш ефективно працювати.

Лінійні та імпульсні драйвери. Які їхні принципи роботи?

Сьогодні для LED ламп та стрічок випускають лінійні та імпульсні драйвери.
У лінійного виходом служить генератор струму, який забезпечує стабілізацію напруги, не створюючи при цьому електромагнітних перешкод.

Імпульсні драйвери, навпаки, мають високий коефіцієнт корисної дії (близько 96%), та ще й компактні. електромагнітних перешкод він менш привабливий.

Потрібен світлодіодний драйвер на 220В?

Для включення в мережу 220В випускаються лінійні й імпульсні драйвери.

Без гальванічної розв'язки блок живлення обійдеться вам дешевше, але буде не таким надійним, вимагатиме обережності при під'єднанні через небезпеку удару струмом.

При підборі параметрів потужності фахівці рекомендують зупиняти свій вибір на світлодіодних драйверах з потужністю, що перевищує необхідний мінімум на 25%. Такий запас потужності не дасть електронному приладу і пристрою живлення швидко вийти з ладу.

Чи варто купувати китайські драйвери?

Made in China – сьогодні на ринку можна зустріти сотні драйверів різних характеристик, вироблених у Китаї. Що ж вони являють собою? В основному, це пристрої з імпульсним джерелом струму на 350-700мА. Низька ціна та наявність гальванічної розв'язки дозволяють таким драйверам бути в попиті у покупців. Але є й недоліки приладу китайського збирання. Найчастіше вони не мають корпусу, використання дешевих елементів знижує надійність драйвера та ще й відсутня захист від перегріву та коливань в електромережі.

Китайські драйвери, як і багато товарів, що випускаються у Піднебесній, недовговічні. Тому якщо ви хочете встановити якісну систему освітлення, яка прослужить вам жоден рік, краще купувати перетворювач для світлодіодів від перевіреного виробника.

Який термін служби led драйвера?

Драйвери, як і будь-яка електроніка мають свій термін експлуатації. Гарантійний термін служби LED – драйвера складає 30 000 годин. Але не варто забувати, що час роботи апарату залежатиме ще від нестабільності напруги, рівня вологості і перепаду температур, впливу на нього зовнішніх факторів.

Неповна завантаженість драйвера також знижує термін експлуатації приладу. Наприклад, якщо LED драйвер розрахований на 200Вт, а працює на навантаження 90Вт, половина його потужності повертається в електричну мережу, викликаючи її навантаження. Це провокує часті збої живлення і прилад може перегоріти, послуживши вам лише рік.

Способи підключення LED

Припустимо, є 6 світлодіодів з падінням напруги 2 і струмом 300 мА. Підключити їх можна різними способами, і в кожному випадку буде потрібно драйвер з певними параметрами:

1. Послідовно. При такому способі підключення знадобиться драйвер напругою 12 і струмом 300 мА. Перевага такого способу в тому, що через весь ланцюг йде той самий струм, і світлодіоди горять з однаковою яскравістю. Недолік полягає в тому, що для підключення великої кількості світлодіодів буде потрібно драйвер з дуже великою напругою.
2. Паралельно. Тут вже буде достатньо драйвера на 6, але споживаний струм буде приблизно в 2 рази більше, ніж при послідовному з'єднанні. Недолік: струми, що поточні в кожному ланцюзі, трохи відрізняються через розкид параметрів світлодіодів, тому один ланцюг світитиме дещо яскравіше за інший.
3. Послідовно по два. Тут буде потрібний такий самий драйвер, як і в другому випадку. Яскравість світіння буде вже рівномірніша, але є один істотний недолік: при включенні живлення в кожній парі світлодіодів через розкид характеристик один може відкритися раніше іншого, і через нього піде струм, що в 2 рази перевищує номінальний. Більшість світлодіодів розраховані на такі короткочасні кидки струму, але все-таки цей спосіб менш бажаний.
   

З'єднувати таким чином паралельно 3 і більше світлодіодів неприпустимо, так як при цьому через них може піти занадто великий струм, внаслідок чого швидко вийдуть з ладу.

Зверніть увагу, що у всіх випадках потужність драйвера становить 3.6 Вт і не залежить від способу підключення навантаження.

Таким чином, доцільніше вибирати драйвер для світлодіодів на етапі закупівлі останніх, попередньо визначивши схему підключення. Якщо ж спочатку придбати самі світлодіоди, а потім підбирати до них драйвер, це може виявитися нелегким завданням, оскільки ймовірність того, що Ви знайдете саме джерело живлення, яке зможе забезпечити роботу саме цієї кількості світлодіодів, включених за конкретною схемою, невелика.

Послідовно

У такому разі вибираємо джерело з 12 В напруги і струмом 0,3 А. Основна перевага методу полягає в тому, що по всьому контуру до споживачів надходить рівний ампераж. При цьому всі елементи випромінюють однакову яскравість. Мінусом підключення є необхідність при значному збільшенні діодів мати джерело з великою номінальною напругою.

Паралельно

У такій ситуації достатньо світлодіодного драйвера, що видає на контактах 6 ст.

Однак, струм, який споживати буде схема підвищиться вдвічі до 0,6 А в порівнянні з аналогічним послідовним підключенням.

Мінуси полягають у тому, що струми, що протікають для кожної ділянки, фізично матимуть відмінності через фізичні параметри діодів. В результаті вийде невелика різниця у світінні ділянок.

Послідовно парами

У даних схемах, зібраних власноруч, можна скористатися допомогою драйверів для світлодіодів, аналогічних паралельному з'єднанню. При цьому встановиться яскравість, рівна для кожної ділянки ланцюга. У схемі є суттєвий мінус.

Він очевидний, тому що при старті через невеликі відмінності в характеристиках якісь елементи запустяться раніше за інші. У цей час по них надходитиме струм подвоєного номіналу.Виробники допускають короткочасне перевищення значення, але застосовувати на практиці цю схему все ж таки не рекомендується.

Перед тим як підібрати драйвер для світлодіодів, необхідно оцінити всі ризики.

У наведених прикладах світлодіодний драйвер брався у кожному випадку з потужністю 3,6 Вт. Це значення не впливало на способи підключення. Виходячи з реального прикладу видно, що підбирати джерело живлення необхідно у процесі придбання діодів. Імовірність вибору на наступних етапах суттєво знижує шанси знайти потрібний блок.

Схеми драйверів (мікросхеми) для світлодіодів

Багато виробників випускають спеціалізовані мікросхеми драйверів. Розглянемо деякі з них.

ON Semiconductor UC3845 – імпульсний драйвер із вихідним струмом до 1А. Схема драйвера для світлодіода 10w на цій мікросхемі наведена нижче.

Supertex HV9910 – дуже поширена мікросхема імпульсного драйвера. Струм на виході не перевищує 10 мА, не має гальванічної розв'язки.

Простий драйвер струму на мікросхемі представлений нижче.

Texas Instruments UCC28810. Мережевий імпульсний драйвер має можливість організувати гальванічну розв'язку. Вихідний струм до 750 мА.

Ще одна мікросхема цієї фірми - драйвер для живлення потужних світлодіодів LM3404HV - описується в цьому відео:

Пристрій працює за принципом резонансного перетворювача типу Buck Converter, тобто функція підтримки необхідного струму тут частково покладена на резонансний ланцюг у вигляді котушки L1 та діода Шоттки D1 ​​(наведена нижче типова схема). Також є можливість визначення частоти комутації підбором резистора RON.

Maxim MAX16800 - лінійна мікросхема, працює при малих напругах, тому на ній можна побудувати драйвер 12 вольт.Вихідний струм – до 350 мА, тому може використовуватися як драйвер живлення для потужного світлодіода, ліхтарика тощо. Є можливість димування. Типова схема та структура представлені нижче.

Виготовлення драйверів для світлодіодів своїми руками

Використовуючи готові мікросхеми, радіоаматори можуть самостійно збирати драйвери для світлодіодів різної потужності. Для цього необхідно вміти читати електричні схеми та мати навички роботи з паяльником. Наприклад можна розглянути кілька варіантів LED-драйверів своїми руками для світлодіодів.

Схему драйвера для 3W світлодіода можна реалізувати на основі мікросхеми PT4115 китайського виробництва PowTech. Мікросхема може бути застосована для живлення LED-приладів понад 1W і включає блоки управління, які мають на виході досить потужний транзистор. Драйвер на базі PT4115 має високу ефективність та має мінімальну кількість компонентів обв'язки.

Огляд PT4115 та технічні параметри її компонентів:

• функція управління яскравістю свічення (димування);
• вхідна напруга – 6-30В;
• значення вихідного струму – 1,2 А;
• відхилення стабілізації струму до 5%;
• запобігання розривам навантаження;
• наявність висновків для димування;
• ефективність – до 97%.

Потужний драйвер зі значеннями 5А та 35В на виході

Мікросхема має такі висновки:

• для вихідного перемикача – SW;
• для сигнальної та живильної ділянки схеми – GND;
• для регулювання яскравості – DIM;
• вхідний датчик струму - CSN;
• напруга живлення – VIN;

Схема драйвера для світлодіодів своїми руками на базі PT4115

Схеми драйвера для живлення LED-приладів потужністю 3 Вт, що розсіює, можуть бути виконані у двох варіантах.Перший передбачає наявність джерела живлення напругою від 6 до 30В. В іншій схемі передбачено живлення джерела змінного струму напругою від 12 до 18В. В цьому випадку в схему введено діодний міст, на виході якого встановлюється конденсатор. Він сприяє згладжуванню коливань напруги, його ємність становить 1000 мкФ.

Для першої та другої схем особливе значення має конденсатор (CIN): цей компонент покликаний зменшити пульсацію і компенсувати накопичену котушкою індуктивності енергію при закритті MOP-транзистора. За відсутності конденсатора вся енергія індуктивності через напівпровідниковий діод ДШБ (D) потрапить на виведення напруги живлення (VIN) і стане причиною пробою мікросхеми живлення.

Корисна порада! Слід обов'язково враховувати, що підключення драйвера для світлодіодів без вхідного конденсатора не дозволяється.

Враховуючи кількість та те, скільки споживають світлодіоди, розраховується індуктивність (L). У схемі світлодіодного драйвера слід вибирати індуктивність, величина якої 68-220 мкГн. Про це свідчать дані технічної документації. Можна припустити невелике збільшення значення L, проте слід врахувати, що тоді знизиться ККД схеми загалом.

Як тільки подається напруга, величина струму при проходженні через резистор RS (працює як датчик струму) і L буде нульова. Далі CS comparator аналізує рівні потенціалів, що знаходяться до резистора і після нього – у результаті з'являється висока концентрація на виході. Струм, що йде навантаження, наростає до певного значення, контрольованого RS. Струм збільшується залежно від значення індуктивності та від величини напруги.

Схема драйвера для світлодіодів з використанням PT4115.

Складання компонентів драйвера

Компоненти обв'язки РТ 4115 підбираються з урахуванням вказівок виробника. Для CIN слід застосовувати низькоімпедансний конденсатор (конденсатор з низьким ESR), оскільки застосування інших аналогів негативно позначиться на ефективності драйвера. Якщо пристрій буде запитано від блоку зі стабілізованим струмом, на вході знадобиться один конденсатор ємністю від 4,7 мкФ. Його рекомендується розмістити поряд із мікросхемою. Якщо змінний струм, потрібно ввести твердотільний танталовий конденсатор, ємність якого не нижче 100 мкФ.

У схему включення світлодіодів 3 Вт необхідно встановити котушку індуктивності на 68 мкГн. Вона повинна бути якомога ближче до виведення SW. Можна зробити котушку самостійно. Для цього буде потрібно кільце з комп'ютера, що вийшов з ладу, і обмотувальний провід (ПЕЛ-0,35). Як діод D можна використовувати діод FR 103. Його параметри: ємність 15 пФ, час відновлення 150 нс, температура від -65 до 150°С. Він може впоратися із імпульсами струму до 30 А.

Мінімальна величина резистора RS у схемі світлодіодного драйвера становить 0,082 Ом, струм – 1,2 А. Щоб розрахувати резистор, необхідно використовувати значення струму, необхідного для світлодіода. Нижче наведено формулу для розрахунку:

RS = 0,1/I,

де I – номінальна величина струму LED-джерела.

Низьковольтний драйвер на мікросхемі

Розмір RS у схемі світлодіодного драйвера становить 0,13 Ом, відповідно значення струму – 780 мА. Якщо такий резистор не вдається знайти, можна використовувати кілька низькоомних компонентів, використовуючи при розрахунку формулу опору для паралельного та послідовного включення.

Компонування драйвера для світлодіода 10 Ватт своїми руками

Зібрати драйвер для потужного світлодіода можна самостійно, використовуючи електронні плати від люмінесцентних ламп, що вийшли з ладу. Найчастіше у таких світильниках перегорають лампи. Електронна плата залишається робочою, що дозволяє використовувати її компоненти для саморобних блоків живлення, драйверів та інших пристроїв. Для роботи можуть знадобитися транзистори, конденсатори, діоди, котушки індуктивності (дроселі).

Несправну лампу необхідно обережно розібрати за допомогою викрутки. Щоб зробити драйвер для світлодіода 10 Вт, слід скористатися люмінесцентною лампою потужністю 20 Вт. Це необхідно для того, щоб дросель міг із запасом витримати навантаження. Для потужнішої лампи слід або підбирати відповідну плату, або замінити сам дросель на аналог з великим сердечником. Для LED-джерел із меншою потужністю можна відрегулювати кількість витків обмотки.

Маленький стабілізатор напруги на мікросхемі МР1584

Далі поверх первинних витків обмотки необхідно зробити 20 витків дроту та за допомогою паяльника з'єднати цю обмотку з випрямляючим діодним мостом. Після цього слід подати напругу від мережі 220В та виміряти вихідну напругу на випрямлячі. Його значення становило 9,7В. LED-джерело через амперметр споживає 0,83 А. Номінал цього світлодіода 900 мА, проте, щоб занижене споживання струму дозволить збільшити його ресурс. Складання діодного моста здійснюється шляхом навісного монтажу.

Нову плату та діодний міст можна розмістити у підставці від старого настільного світильника. Таким чином, світлодіодний драйвер можна зібрати самостійно з наявних радіодеталей від пристроїв, що вийшли з ладу.

Внаслідок того, що світлодіоди досить вимогливі до джерел живлення, необхідно правильно підбирати до них драйвер. Якщо перетворювач вибрано правильно, можна бути впевненим, що параметри LED-джерел не погіршаться і світлодіоди прослужать належний термін.

Висновок

Світлодіоди набагато вимогливіші до джерела живлення, ніж інші джерела світла. Наприклад, перевищення струму на 20% для люмінесцентної лампи не спричинить серйозного погіршення характеристик, для світлодіодів термін служби скоротиться в кілька разів. Тому вибирати драйвер для світлодіодів слід особливо ретельно.

• https://LampaGid.ru/vidy/svetodiody/drajver
• https://GoGoLed.ru/podklyuchenie/drajver-dlya-svetodiodnyx-lamp.html
• https://RadioLisky.ru/drugoe/led-drajver.html
• https://electrongrad.ru/2018/03/11/led-driver-teor/
• http://ledno.ru/svetodiody/led-driver.html
• https://svet100led.ru/harakteristiki/kak-vybrat-svetodiodnyj-drajver.html
• http://remoo.ru/elektrika/drajvery-dlya-svetodiodov