Драйвер для світлодіодів видає більшу потужність. Види та характеристики драйверів для світлодіодних джерел світла. Основні характеристики перетворювачів

У кожного діода, у свою чергу, в описі зазначено падіння напруги за різних струмів. Наприклад, для червоного діода 660 нм при струмі 600 мА воно складе 2,5 В:

Кількість діодів, яке можна підключити на драйвер, сумарним падінням напруги має укладатися у межі вихідної напруги драйвера. Тобто на драйвер 50Вт 600 мА з вихідною напругою 60-83 можна підключити від 24 до 33 червоних діодів 660 нм. (Тобто 2,5 * 24 = 60, 2,5 * 33 = 82,5).

Інший приклад:
Бажаємо зібрати біколорну лампу червоний + синій. Вибрали співвідношення червоного до синього 3:1 і хочемо розрахувати, який драйвер потрібно взяти для 42 червоних та 14 синіх діодів. Вважаємо: 42*2,5 + 14*3,5 = 154 В. Значить, нам знадобиться два драйвери 50 Вт 600 мА, на кожен припадатиме 21 червоних та 7 синіх діодів, сумарне падіння напруги на кожному вийде по 77 В, що потрапляє до його вихідної напруги.

Тепер кілька важливих пояснень:

1) Не варто шукати драйвер потужністю більше 50 Вт: вони є, але менш ефективні, ніж аналогічний набір драйверів меншої потужності. Більше того, вони сильно грітимуться, що вимагатиме від Вас додаткових витрат на більш потужне охолодження. Крім того, драйвера потужністю більше 50Вт зазвичай сильно дорожче, наприклад драйвер на 100Вт може бути дорожче ніж 2 драйвера по 50Вт. Тож гнатися за ними не варто. Та й надійніше коли ланцюги світлодіодів розділені на секції, якщо раптом щось перегорить - то згорить не все, а тільки чат. Тому вигідно розділяти на кілька драйверів, а не прагнути повісити все на один. Висновок: 50Вт - оптимальний варіант, не більше.

2) Струм у драйверів буває різний: 300 мА, 600 мА, 750 мА – це ходові. Інших варіантів досить багато.
За великим рахунком, більш ефективним з погляду ККД на 1 Вт буде використання драйвера на 300 мА, також він не сильно навантажуватиме світлодіоди, і вони будуть менше грітися і довше прослужать. Але головний мінус таких драйверів, що діоди працюватимуть "напівсили", і тому їх буде потрібно приблизно вдвічі більше, ніж для аналога з 600 мА.
Драйвер зі струмом 750 мА живитиме діоди на межі можливостей, тому діоди будуть дуже сильно грітися, і їм буде потрібно дуже потужне, добре продумане охолодження. Але навіть незважаючи на це, вони в будь-якому випадку деградують від перегріву раніше середнього терміну "життя" світлодіодних ламп, що працюють наприклад на 500-600 мА струмі.
Тому ми рекомендуємо використовувати драйвери зі струмом 600 мА. Вони виходять оптимальним рішенням з погляду співвідношення ціна-ефективність-термін служби.

3) Потужність діодів вказується номінальна, тобто максимально можлива. Але максимум вони ніколи не запитуються (чому - див. п.2). Реальну потужність діода розрахувати дуже просто: необхідно струм драйвера помножити на падіння напруги діода. Наприклад, при підключенні драйвера на 600 mA до червоного діода 660 нм ми отримаємо реальну напругу на діоді: 0,6 (А) * 2,5 (В) = 1,5 Вт.

Однією з умов надійної роботи світлодіодів є якісне стабільне живлення постійним струмом заданої напруги.

Led-driver – саме і призначений для цього.

Розглянемо основне призначення та принцип його роботи, якими головними параметрами він характеризується, які різновиди існують, чим він відрізняється від стандартного блоку живлення, як правильно підібрати та які основні схеми його підключення.

Led-driver – це модуль, що стабілізує. Без нього не здатний працювати жоден з світлодіодних елементів, що нині випускаються – від найслабших до найпотужніших. Він повинен суворо підбиратися під навантаження схеми, що збирається, особливо коли світильники мають послідовний характер з'єднання. При цьому падіння напруги в кожному конкретному лід-джерелі світла може змінюватись (бо залежить від заводських параметрів складання), у той час як сила струму повинна залишатися та сама на всіх них.

Роль led-driver переоцінити просто неможливо. Адже за найменшого підвищення параметрів електроживлення напівпровідниковий кристал миттєво нагрівається та згоряє. З іншого боку, при падінні характеристик мережі страждає світловіддача та зменшується заявлена ​​виробником світлосила. Тому важливо правильно підбирати драйвер для світлодіодів.

Принцип роботи

Основне призначення led-driver - підтримка стабільності сили струму, що виходить. Драйвери для лід-елементів, що виробляються сьогодні, здебільшого збираються на принципі роботи широтно-імпульсних перетворювачів. До їх складу входять імпульсний трансформатор та стабілізуючі електричний струм мікросхеми. Такі пристрої розраховані на живлення від побутової мережі з напругою 220 вольт, характеризуються високим показником ККД і мають спеціальний запобіжник від навантаження та короткого замикання.

Існують також led-driver лінійного типу. Принцип його дії ґрунтується на стабілізації струму при його проходженні через транзистор з р-каналом. На відміну від вищеописаної модифікації він є дешевшим, простим і низькоефективним аналогом. Під час експлуатації такі драйвери можуть сильно нагріватися, тому не застосовуються для схеми з потужними світлодіодними елементами.

Основні характеристики

Серед основних характеристик led-driver особливе значення на його робочі параметри мають наступні три:

1. Вихідна напруга.
2. Номінальний струм.
3. Потужність.

На перший чинник впливають значення падіння напруги самого льоду-елемента, а також спосіб його підключення. Якщо застосовується паралельна схема, то напруга на всіх світлодіодах буде однаковою. Інший результат буде під час використання послідовної схеми. Тут величина цього параметра повинна дорівнювати сумарному падінню напруги всіх елементів ланцюжка.

Значення номінального струму led-driver знаходиться у прямій залежності від яскравості та потужності лід-світильників. Драйвер повинен подавати струм такої сили, щоб їх світлова сила дорівнювала заявленій від виробника.

Потужність або навантаження led-driver, що видається, повинна бути не нижче загального значення аналогічного параметра для всіх учасників ланцюга. Наприклад, якщо у схемі 10 світлодіодів по 2 Вт, значить їх сума дорівнюватиме 20 Вт. При цьому до розрахункового навантаження потрібно додати буфер 20-30% (запас потужності). У разі вийде: 20 Вт + (20 x 0,3) 6 Вт = 26 Вт.

Важливо!При розрахунку потужності led-driver необхідно враховувати також колір лід-елемента, так як кристали різної передачі кольору при рівній яскравості і силі струму мають різне падіння напруги, а значить і потужність. Наприклад, два світлодіоди на 359 мА червоний і зелений забирають по 1,9-2,4 і 3,3 - 3,9 В, відповідно, і, отже, мають по 0,75 і 1,25 Вт, відповідно.

Види світлодіодних драйверів

Існують два основні види led-driver – це імпульсного та лінійного типу. Відмінність між ними полягає у принципі стабілізації електричного струму, що виявляється у основних параметрах, сферах застосування та термін експлуатації. Розглянемо їх докладніше.

Лінійний стабілізатор

Лінійний led-driver виконує функцію найпростішого автоматичного резистора. При найменших змінах сили струму він моментально відновлює задане значення на виході. Роль такого пристрою виконує транзистор. Незалежно від того, як змінюються характеристики зовнішньої мережі живлення, внутрішнє його величина зберігається постійною.

Читайте також Пристрій та принцип роботи діода при прямому та зворотному включенні

Перевага такої системи полягає у простоті її пристрою, низькій вартості та стабільності. Однак головний недолік лінійного стабілізатора - втрата частки потужності за рахунок переходу її в теплову енергію. При цьому існує пряма залежність між абсолютним значенням вхідної напруги та витратою. Тому led-driver лінійного типу підходить для малопотужних світлодіодів. На лід-елементах з великими параметрами сили струму він не застосовується, оскільки самі драйвери споживатимуть більше енергії, ніж напівпровідникові кристали.

Імпульсна стабілізація

Імпульсний led-driver є імпульсним конденсатором з розташованим перед ним автоматичним пристроємувімкнення/вимкнення електричного струму. Як тільки напруга в ньому досягає робочого значення, і світлодіодна шина або лампа спалахує, спрацьовує вимикач і струм припиняється – щоб уникнути подальшого зростання потенціалу та уникнути перегорання кристала у світильнику.

Надалі в міру поступової витрати потенціалу накопичувальному конденсаторі включається струм для його підзарядки, щоб ліхтар не згасав. Час підживлення та період відключення можуть змінюватись в залежності від величини напруги у зовнішній мережі. Роль такого регулятора-перемикача, що працює в автоматичному запрограмованому режимі, виконує імпульсний led-driver.

Його коефіцієнт корисної діїблизький до 100%. Тому й він застосовується навіть на дуже потужних прожекторах. При цьому led-driver у його схемі настільки ефективний, що його корпус навіть не потребує спеціальних радіаторів для відведення тепла. Серед їхніх головних недоліків виділяються складність пристрою та висока ціна. З іншого боку, ряд таких переваг, як висока продуктивність, невеликі габарити та маса та висока якістьстабільності струму, що видається, легко їх нівелює.

У чому різниця між драйвером для світлодіодів і блоком живлення для led стрічки

Питання про те чи відрізняються між собою led-driver для світлодіодної лампиі стрічки, хвилює всіх тих, хто своїми руками бажає зробити підсвічування з витратних матеріалів. Відповісти на нього можна лише, попередньо розібравшись, що являє собою лід-смужка, з яких елементів вона складається і як усе це працює.

Звичайна лід-стрічка – це набір світлодіодів, з'єднаних між собою в один або кілька рядів за електросхемою та закріплені на спеціальній еластичній підкладці. У свою чергу, всередині вони розбиті на групи по 3 або 6 кристалів. Всі вони з'єднані через струмообмежувач-резистор по послідовному ланцюжку. При цьому групи мають паралельне підключення.

Робоча напруга для льод-смужок має значення 12 або 24 вольта. При цьому вся стрічка поділена на секції. Кожна з них має свій резистор – для обмеження та стабілізації струму. Таким чином, завдання блоку живлення входить перетворення вихідної напруги строго до 12 або 24 вольт - ні більше і не менше. Саме в цьому і полягає відмінність від звичайного led-driver, який може бути розрахований на будь-яку іншу робочу напругу (зазвичай це діапазон, наприклад, від 8 до 13 вольт). При цьому драйвер лед-стрічки зовсім не стежить за параметрами струму, що виходить - це завдання резисторів у кожній групі світлодіодів.

Як підібрати

Правильний підбір led-driver для живлення світлодіода має враховувати такі параметри:

• Значення напруги на вході.
• Величину вихідної напруги.
• Струм на виході.
• Вихідна потужність.
• Волого- та пилозахисту.

Основний принцип правильного вибору драйвера для світлодіода – починати розрахунок його характеристик лише після того, як буде точно відома кількість джерел світла та їх основних параметрів (насамперед потужності) у планованій схемі. Крім того, необхідно заздалегідь знати умови експлуатації електроустаткування – у приміщенні або на вулиці, які параметри коливання температури та вологості, а також дія атмосферних опадів.

Важливо!Вибираючи led-driver, необхідно точно знати, з якого джерела він запитуватиметься. Це може побутова мережа на 220 вольт, або автоакумулятор, або дизельна електростанція і т.д. Також потрібно заздалегідь знати характер струму, що входить - постійний він або змінний.

Далі слід правильно розрахувати вихідні параметри для led-driver. Насамперед це напруга. Підраховується так – необхідно підсумовувати значення всіх лід-елементів у ланцюжку. Наприклад, якщо у схемі 5 діодів по 3 вольти, в сумі вийде 5х3 = 15 вольт. При цьому слід врахувати, що з'єднання світильників буде послідовним. У вхідних характеристиках є ще одна величина сила струму. Вона буде однакова всім ламп.

Надішліть матеріал вам на e-mail

В останні роки все більшу популярність почало набирати. Це викликано тим, що світлодіоди, що використовуються у світильниках, їх ще називають світловипромінюючими діодами (СІД), досить яскраві, економічні і довговічні. За допомогою світлодіодних елементів створюються цікаві та оригінальні світлові ефекти, які можна застосовувати у найрізноманітніших інтер'єрах. Однак такі освітлювальні прилади дуже вимогливі до параметрів електромереж, особливо величини струму. Тому для нормальної роботиосвітлення у ланцюг повинні бути включені драйвери для світлодіодів. У цій статті ми спробуємо розібратися, що ж таке світлодіодні драйвери, які основні характеристики, як не помилитися при виборі і чи можна зробити його своїми руками.

Без такого мініатюрного пристрою світлодіоди не працюватимуть

Оскільки світлодіоди є струмовими приладами, відповідно вони дуже чутливі до цього параметра. Для нормальної роботи освітлення потрібно, щоб через LED-елемент проходив стабілізований струм із номінальною величиною. Для цього і був створений драйвер для світлодіодних світильників.

Деякі читачі, побачивши слово драйвер, будуть здивовані, оскільки всі ми звикли, що цим терміном позначається якесь програмне забезпечення, що дозволяє керувати програмами та пристроями. У перекладі з англійської мови driver означає: водій, машиніст, повідець, щогла, керуюча програмаі ще більше 10 значень, але їх об'єднує одна функція – управління. Так і справа з драйверами для , тільки керують вони струмом. Отже, із терміном розібралися, тепер перейдемо до суті.

LED-драйвер – електронний пристрій, на виході якого після стабілізації утворюється постійний струм необхідної величини, що забезпечує нормальну роботу світлодіодних елементів. І тут стабілізується саме струм, а чи не напруга. Пристрої, що стабілізують вихідну напругу, називаються , які також використовуються для живлення світлодіодних елементів освітлення.

Як ми вже зрозуміли, основним параметром драйвера для світлодіодів є вихідний струм, який може забезпечувати тривалий час при включенні навантаження. Для нормального та стабільного світіння LED-елементів потрібно, щоб через світлодіод протікав струм, величина якого повинна збігатися зі значеннями, зазначеними в технічному паспорті напівпровідника.

Де знайшли застосування драйвера для світлодіодів.

Як правило, світлодіодні драйвери розраховані на роботу з напругою 10, 12, 24, 220 В та постійним струмом в 350 мА, 700 мА та 1 А. Стабілізатори струму для світлодіодів виробляють, в основному, під певні вироби, але існують і універсальні пристрої, що підходять до LED-елементів провідних виробників.

В основному LED-драйвера в мережах зі змінним струмом використовуються для:

В електроланцюзі з постійним струмом стабілізатори потрібні для нормальної роботи бортового освітлення та фар автомобіля, переносних ліхтарів і т.д.

Токові стабілізатори адаптовані для роботи з системами контролю та датчиками фотоелементів, а через свою компактність можуть бути легко встановлені в розподільних коробках. Також за допомогою драйверів можна легко змінювати яскравість та колір світлодіодних елементів, зменшуючи величину струму за допомогою цифрового керування.

Як працюють стабілізуючі пристрої для світлодіодів

Принцип роботи перетворювача для і стрічок полягає у підтримці заданої величини струму незалежно від вихідної напруги. У цьому полягає різниця між блоком живлення і драйвером для світлодіодів.

Якщо подивитися на представлену вище схему ми побачимо, що струм, завдяки резистору R1, стабілізується, а конденсатор C1 задає необхідну частоту. Далі в роботу включається діодний міст, у результаті чого на світлодіоди надходить стабілізований струм.

Характеристики пристрою, на які потрібно звернути увагу

Підбираючи ЛЕД-драйвер для світлодіодних світильників необхідно обов'язково враховувати той основних параметри, а саме: струм, вихідну напругу і потужність, що споживається навантаженням, що підключається.

Вихідна напруга струмового стабілізатора залежить від наступних факторів:

• кількість LED-елементів;
• падіння напруги на СІД;
• спосіб підключення

Струм на виході пристрою обумовлений потужністю і . Потужність навантаження впливає на споживаний нею струм залежно від необхідної інтенсивності світіння. Саме стабілізатор забезпечує світлодіодів струм необхідної величини.

Потужність світлодіодного світильника залежить безпосередньо від:

• потужності кожного LED-елемента;
• загальної кількості світлодіодів;
• кольори.

Потужність, що споживається, можна розрахувати за наступною формулою:

P Н = PLED × N , де

• P Н - загальна потужність навантаження;
• P LED - Потужність окремого світлодіода;
• N – кількість світлодіодних елементів, що підключаються до навантаження.

Максимальна потужність струмового стабілізатора не повинна бути меншою за РН. Для нормальної працездатності LED-драйвера рекомендується забезпечити запас потужності щонайменше на 20÷30%.

Крім потужності та кількості СІД, потужність навантаження, що підключається до драйвера, залежить і від кольору світлодіодних елементів. Справа в тому, що світлодіоди різного кольору мають різну величину падіння напруги при однаковому значенні струму. Так, наприклад, у світлодіода CREE XP-E червоного кольору падіння напруги при струмі 350 мА становить 1,9÷2,4 В, і середня потужність споживання буде близько 750 мВт. У зеленого світлодіодного елемента при тому струмі падіння напруги буде 3,3÷3,9 В, а середня потужність складе вже майже 1,25 Вт. Відповідно стабілізатором струму, розрахованим на потужність 10 Вт, можна запитувати 12÷13 СІД червоного кольору або 7-8 зелених світлодіодів.

Види стабілізаторів типу пристрою

Токові стабілізатори для світловипромінюючих діодів поділяються за типом пристрою на імпульсні та лінійні.

У лінійного драйвера виходом є струмовий генератор, що забезпечує плавну стабілізацію вихідного струму при нестійкому вхідному напрузі, не створюючи при цьому високочастотних електромагнітних перешкод. Такі пристрої мають просту конструкціюта невисоку вартість, проте не дуже високий ККД (до 80%) звужує область їх використання до малопотужних LED-елементів та стрічок.

Пристрої імпульсного типу дозволяють створювати на виході низку струмових імпульсів високої частоти. Подібні драйвера працюють за принципом широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), тобто середня величина струму на виході визначається ставленням ширини імпульсів до їх частоти. Подібні пристрої більш затребувані через свою компактність і більш високий ККД, що становить близько 95%. Однак у порівнянні з лінійними драйверами ШІМ стабілізатори мають більший рівень електромагнітних перешкод.

Як підібрати драйвер для світлодіодів

Необхідно відразу помітити, що резистор не може бути повноцінною заміною драйверу, оскільки він не в змозі захистити світлодіоди від перепадів у мережі та імпульсних перешкод. Також не найкращим варіантом буде використання лінійного джерела струму внаслідок його низької ефективності, що обмежує можливості стабілізатора.

При виборі LED-драйвера для світлодіодів варто дотримуватись наступних основних рекомендацій:

• набувати стабілізатор струму найкраще одночасно з навантаженням;
• враховувати падіння напруги на СІД;
• Струм високого номіналу зменшує ККД світлодіода і наводить його перегріву;
• враховувати потужність навантаження, що підключається до драйвера.

Також необхідно звертати увагу, щоб на корпусі стабілізатора була вказана його потужність, робочі діапазони вхідної та вихідної напруги, номінальний стабілізований струм і ступінь волого- та пилозахищеності пристрою.

Рекомендація!Наскільки потужним і якісним буде драйвер для світлодіодної стрічкиабо СІД вибирати, звичайно ж, вам. Тим не менш, слід пам'ятати, що для нормальної роботи всієї системи освітлення, що створюється, найкраще купити фірмовий перетворювач, особливо якщо мова йдепро світлодіодних прожекторівта інших потужних освітлювальних приладах.

Підключення перетворювачів струму для світлодіодів: схема драйвера для світлодіодної лампи 220 В

Більшість виробників випускають драйвера на інтегральних мікросхемах (ІМС), які дозволяють запитуватись від зниженої напруги. Всі перетворювачі для LED-освітлення, що існують на даний момент, діляться на прості, створені на основі 1÷3 транзисторів і складніші, виконані із застосуванням мікросхем із ШІМ.

Вище представлена ​​схема драйвера з урахуванням мікросхеми, але існують методи підключення з допомогою резисторів і транзисторів. Насправді варіантів підключення багато і розглянути їх докладно в одному огляді просто неможливо. На просторах інтернету можна знайти практично будь-яку схему, яка підходить саме для вашої ситуації.

Як розрахувати струмовий стабілізатор для світлодіодного освітлення

Для визначення вихідної напруги перетворювача потрібно розрахувати співвідношення потужності та струму. Так, наприклад, при потужності 3 Вт і струмі 0,3 А максимальна напруга на виході дорівнюватиме 10 В.Далі необхідно визначитися зі способом підключення, паралельним або послідовним, а також кількістю світлодіодів. Справа в тому, що від цього залежить номінальна потужність та напруга на виході драйвера. Після обчислення цих параметрів можна підбирати відповідний стабілізатор.

Варто зазначити, що перетворювачі розраховані на певну кількість LED-елементів мають захист від позаштатних ситуацій. Такий тип пристроїв відрізняється некоректною роботою при підключенні меншої кількості світлодіодів – спостерігається мерехтіння або взагалі не працюють.

Димований драйвер для LED-елементів - що це?

Останні моделі перетворювачів для світлодіодів адаптовані до роботи з регуляторами яскравості світіння напівпровідникових кристалів – . Використання цих пристроїв дозволяє більш раціонально використовувати електроенергію та збільшити ресурс LED-елемента.

Перетворювачі, що димуються, бувають двох типів. Одні включені в ланцюг між стабілізатором та світлодіодними елементами освітлення та працюють за допомогою ШІМ-керування. Перетворювачі подібного типу використовуються для роботи зі світлодіодними стрічками, рядком, що біжить, і т.п.

У другому варіанті диммер встановлюється на розриві між джерелом живлення та стабілізатором, а принцип роботи полягає, як в управлінні параметрами струму, що проходить через світлодіоди, так і за допомогою широтно-імпульсної модуляції.

Особливості китайських перетворювачів струму для світлодіодів

Висока потреба драйверів для LED-освітлення призвела до їх масового виробництва в азіатському регіоні, зокрема в Китаї. А ця країна славиться не лише якісною електронікою, а й масовим виробництвом різноманітних підробок. Світлодіодні драйвера китайського виробництва є імпульсними перетворювачами струму, як правило, розраховані на 350÷700 мА і в безкорпусному виконанні.

Переваги китайських перетворювачів струму полягають лише в невисокій вартості та наявності гальванічної розв'язки, а ось недоліків все-таки більше і полягають вони в:

• високому рівні радіоперешкод;
• ненадійності, спричиненої дешевими схемними рішеннями;
• незахищеність від мережевих коливань та перегріву;
• високий рівень пульсацій на виході стабілізатора;
• Мінімальний термін експлуатації.

Зазвичай комплектуючі китайського виробництва працюють на межі своїх можливостей, без будь-якого запасу. Тому якщо бажаєте створити систему освітлення, що надійно працює, найкраще купувати перетворювач для світлодіодів від відомого перевіреного виробника.

Термін експлуатації струмових перетворювачів

Як і будь-який електронний пристрій, драйвер для світлодіодного джерела струму має певний термін експлуатації, який залежить від наступних факторів:

• стабільність напруги у мережі;
• температурні перепади;
• рівень вологості.

Відомі виробники дають гарантію на вироби в середньому на 30 000 годин роботи. Найдешевші найпростіші стабілізатори розраховані на експлуатацію протягом 20 000 годин, середньої якості – 20 000 год та японські – до 70 000 год.

Схема світлодіодного драйвера на базі РТ 4115

Завдяки появі великої кількості світлодіодних елементів з потужністю 1÷3 Вт та невисокою ціною, більшість людей воліє на їх основі робити домашнє та автомобільне освітлення. Однак для цього потрібний драйвер, який дозволить стабілізувати струм до номінального значення.

Для коректної роботи перетворювача рекомендується використовувати танталові конденсатори. Якщо не встановити конденсатор живлення, то інтегральна мікросхема(ІМС) просто вийде з ладу при включенні пристрою до мережі. Вище представлено схему драйвера для світлодіода на ІМС PT4115.

Як зробити своїми руками драйвер для світлодіодів

За допомогою готових мікросхем навіть радіоаматор-початківець в змозі зібрати перетворювач для світлодіодів різної потужності. Для цього потрібне вміння читання електросхем та досвід роботи з паяльником.

Зібрати струмовий стабілізатордля 3-ватних стабілізаторів можна використовувати мікросхему від китайського виробника PowTech – PT4115. Дана ІМС може бути використана для світлодіодних елементів з потужністю більше 1 Вт і складається з блоків керування з досить потужним транзисторомна виході. Перетворювач, створений на основі PT4115, має високу ефективність та мінімальний набір компонентів.

Як бачимо за наявності досвіду, знань та бажання можна зібрати світлодіодний драйвер практично за будь-якою схемою. Тепер розглянемо покрокову інструкціюстворення найпростішого струмового перетворювача для 3-х LED-елементів потужність по 1 Вт, із зарядного пристрою для мобільного телефона. До речі, це допоможе краще розібратися в роботі пристрою і пізніше перейти до складніших схем, розрахованих на більшу кількість світлодіодів та стрічки.

Інструкція зі збирання драйвера для світлодіодів

Зображення	Опис етапу
	Для складання стабілізатора потрібно старий зарядний пристрій від мобільного телефону. Ми взяли від «Самсунгу», так вони надійні. Зарядний пристрійз параметрами 5 і 700 мА акуратно розібрати.
	Також нам знадобиться змінний (підстроювальний) резистор на 10 ком, 3 світлодіоди по 1 Вт і шнур з вилкою.
	Ось так виглядає розібране зарядне, яке ми будемо переробляти.
	Випаюємо вихідний резистор на 5 ком і на його місце ставимо «підстроювальник».
	Далі знаходимо вихід на навантаження і визначивши полярність, припаюємо світлодіоди, заздалегідь зібрані послідовно.
	Випаюємо старі контакти від шнура і на їх місце під'єднуємо провід з вилкою. Перед тим як перевірити на працездатність драйвер для світлодіодів потрібно переконатися в правильності з'єднань, їх міцності та щоб нічого не створило короткого замикання. Тільки після цього можна братися до тестів.
	Підстроювальним резистором починаємо регулювання поки світлодіоди не почнуть світитися.
	Як бачимо, LED-елементи горять.
	Тестером перевіряємо необхідні нам параметри: вихідна напруга, струм та потужність. За потреби виконуємо регулювання резистором.
	От і все! Світлодіоди горять нормально, ніде нічого не іскрить і не димить, а значить переробка пройшла успішно, з чим вас і вітаємо.

Як бачите зробити найпростіший драйвер для світлодіодів дуже просто. Звичайно, досвідченим радіоаматорам ця схема може бути не цікавою, але для новачка вона відмінно підійде для практики.

Лідируючу позицію серед найефективніших джерел штучного світла займають сьогодні світлодіоди. Це є заслугою якісних джерел харчування їм. При роботі разом з правильно підібраним драйвером, світлодіод довго збереже стійку яскравість світла, а термін служби світлодіода виявиться дуже довгим, вимірюваним десятками тисяч годин.

Таким чином, правильно підібраний драйвер для світлодіодів – запорука довгої та надійної роботи джерела світла. І в цій статті ми намагатимемося розкрити тему того, як правильно вибрати драйвер для світлодіода, на що звернути увагу, і які взагалі вони бувають.

Драйвером для світлодіодів називають стабілізоване джерело живлення постійної напруги або постійного струму. Взагалі, спочатку світлодіодний драйвер — це , але сьогодні навіть джерела постійної напруги для світлодіодів називають світлодіодними драйверами. Тобто можна сказати, що головна умова – це стабільні характеристики живлення постійним струмом.

Електронний пристрій (по суті - стабілізований імпульсний перетворювач) підбирається під необхідне навантаження, чи то набір окремих світлодіодів, зібраних у послідовний ланцюжок, чи паралельний набір таких ланцюжків, або може бути стрічка або взагалі один потужний світлодіод.

Стабілізоване джерело живлення постійної напруги добре підійде , LED-лінійок, або для запитки набору з декількох потужних світлодіодів, з'єднаних по одному паралельно, тобто коли номінальна напруга світлодіодного навантаження точно відома, і достатньо лише підібрати блок живлення на номінальну напругу при відповідній максимальній потужності .

Зазвичай це не викликає проблем, наприклад: 10 світлодіодів на напругу 12 вольт, по 10 ват кожен, - вимагають 100 ватний блок живлення на 12 вольт, розрахований на максимальний струм 8,3 ампера. Залишиться підрегулювати напругу на виході за допомогою регулювального резистора збоку - і готове.

Для більш складних світлодіодних складання, особливо коли з'єднується кілька світлодіодів послідовно, необхідний не просто блок живлення зі стабілізованою вихідною напругою, а повноцінний світлодіодний драйвер - електронний пристрій зі стабілізованим вихідним струмом. Тут струм є головним параметром, а напруга живлення світлодіодного складання може автоматично змінюватись у певних межах.

Для рівного свічення світлодіодного складання необхідно забезпечити номінальний струмчерез всі кристали, проте падіння напруги на кристалах може у різних світлодіодів відрізнятися (оскільки трохи різняться ВАХ кожного зі світлодіодів у складанні), - тому напруга не буде на кожному світлодіоді одним і тим же, а от струм повинен бути однаковим.

Світлодіодні драйвери випускаються в основному на живлення від мережі 220 вольт або бортової мережі автомобіля 12 вольт. Вихідні параметри драйвера вказуються у вигляді діапазону напруги та номінального струму.

Наприклад, драйвер з виходом на 40-50 вольт, 600 мА дозволить підключити послідовно чотири 12 вольтові світлодіоди потужністю по 5-7 ватів. На кожному світлодіоді впаде приблизно по 12 вольт, струм через послідовний ланцюжок складе по 600 мА, при цьому напруга 48 вольт потрапляє в робочий діапазон драйвера.

Драйвер для світлодіодів зі стабілізованим струмом - це універсальний блок живлення для світлодіодних складання, причому ефективність його виходить досить високою і чому.

Потужність світлодіодного складання – критерій важливий, але чим зумовлена ​​ця потужність навантаження? Якби струм був не стабілізованим, то значна частина потужності розсіялася на вирівнюючих резисторах зборки, тобто ККД виявився б низьким. Але з драйвером, що має стабілізацію струму, вирівнюючі резистори не потрібні, от і ККД джерела світла вийде в результаті дуже високим.

Драйвери різних виробників відрізняються між собою вихідною потужністю, класом захисту та застосовуваною елементною базою. Як правило, в основі - , зі стабілізацією виходу по струму та із захистом від короткого замикання та перевантаження.

Живлення від мережі змінного струму 220 вольт або постійного струму з напругою 12 вольт. Найпростіші компактні драйвери з низьковольтним живленням можуть бути виконані на одній універсальній мікросхемі, але надійність їх, через спрощення, нижче. Проте такі рішення популярні в автотюнінгу.

Вибираючи драйвер для світлодіодів слід розуміти, що застосування резисторів не рятує від перешкод, як і застосування спрощених схем з конденсаторами, що гасять. Будь-які стрибки напруги проходять через резистори та конденсатори, і нелінійна ВАХ світлодіода обов'язково відобразиться у вигляді стрибка струму через кристал, а це шкідливо для напівпровідника. Лінійні стабілізатори — теж не найкращий варіант щодо захищеності від перешкод, до того ж ефективність таких рішень нижча.

Найкраще, якщо точна кількість, потужність і схема включення світлодіодів будуть заздалегідь відомі, і всі світлодіоди зборки будуть однаковою моделлю і з однієї партії. Потім вибирають драйвер.

На корпусі обов'язково вказується діапазон вхідної напруги, вихідної напруги, номінальний струм. Виходячи з цих параметрів, вибирають драйвер. Зверніть увагу на клас захисту корпусу.

Для дослідницьких завдань підходять, наприклад, безкорпусні світлодіодні драйвери, такі моделі представлені сьогодні на ринку. Якщо потрібно помістити виріб у корпус, корпус може бути виготовлений користувачем самостійно.

Андрій Повний

Світлодіоди, які в останні роки серйозно потіснили всі інші джерела світла, сьогодні можна зустріти повсюдно. Вони використовуються у квартирах та офісах, освітлюють вулиці, прикрашають будівлі та інтер'єри. Але для правильної роботи напівпровідникового джерела світла необхідний якісний та надійний драйвер для світлодіодів. Сьогодні ми поговоримо про цей виключно важливий вузл і розберемося, чому цей драйвер так необхідний, як він працює, і навіть спробуємо зробити led driver своїми руками.

Що таке драйвер і навіщо він потрібний

Якщо заглянути в англо-російський словник, можна дізнатися, що драйвер – це буквально «водій» (driver – водій, англ.). Звідки така дивна назва і що вона водить? Для того щоб у цьому розібратися, трохи відвернемось і поговоримо про світлодіоди.

Світлодіод (led) – напівпровідниковий прилад, здатний випромінювати світло під впливом напруги, що додається до нього. Причому для правильної роботи напівпровідника напруга, що забезпечує оптимальний струм через кристал, має бути постійною та суворо стабілізованою. Особливо це стосується потужних світлодіодів, які вкрай критично ставляться до всіляких перепадів і стрибків струму живлення. Варто харчуванню діода трохи знизитися, як впаде струм і, як наслідок, зменшиться світловіддача. При найменшому перевищенні нормальної величини струму напівпровідник миттєво перегрівається та згоряє.

Основне призначення драйвера – забезпечити світловипромінюючий діод необхідним для нормальної роботи струмом. Таким чином, led драйвер – це, по суті, блок живлення для світлодіодів, їхній «водій», що забезпечує тривалу та якісну роботу напівпровідникового освітлювача.

Думка експерта

Олексій Бартош

Поставити запитання експерту

Ти не зустрінеш жодного освітлювального приладу, що має у своєму складі потужний світлодіод, який не мав би драйвера. Тому так важливо розібратися, якими бувають драйвери, як вони працюють і які характеристики мають мати.

Види світлодіодних драйверів

Усі драйвери для світлодіодів можна поділити за принципом стабілізації струму. На сьогоднішній день таких принципів два:

1. Лінійний.
2. Імпульсний.

Лінійний стабілізатор

Припустимо, у нашому розпорядженні потужний світлодіод, який потрібно запалити. Зберемо найпростішу схему:

Схема, що пояснює лінійний принцип регулювання струму

Виставляємо резистором R, що виконує роль обмежувача, необхідне значення струму - світлодіод горить. Якщо напруга живлення змінилася (наприклад, батарея сідає), повертаємо двигун резистора і відновлюємо необхідний струм. Якщо збільшилося, то так само струм зменшуємо. Саме це робить найпростіший лінійний стабілізатор: стежить за струмом через світлодіод і при необхідності "крутить ручку" резистора. Тільки робить це дуже швидко, встигаючи реагувати на найменше відхилення струму від заданої величини. Звичайно, ніякої ручки драйвер не має, її роль виконує транзистор, але суть пояснення від цього не змінюється.

У чому нестача лінійної схеми стабілізатора струму? Справа в тому, що через регулюючий елемент теж тече струм і марно розсіює потужність, яка просто гріє повітря. Причому чим вхідна напруга більша, тим вищі втрати. Для світлодіодів з невеликим робочим струмом така схема підходить і успішно використовується, але потужні напівпровідники лінійним драйвером живити собі дорожче: драйвери можуть з'їдати більше енергії, ніж сам освітлювач.

До переваг такої схеми живлення можна віднести відносну простоту схемотехніки та невисоку вартість драйвера, що поєднується з високою надійністю.

Лінійний драйвер для живлення світлодіода в кишеньковому ліхтарі

Імпульсна стабілізація

Перед нами той же світлодіод, але схему живлення зберемо дещо іншу:

Схема, що пояснює принцип роботи широтно-імпульсного стабілізатора

Тепер замість резистора у нас кнопка КН та доданий накопичувальний конденсатор С. Подаємо напругу на схему та натискаємо кнопку. Конденсатор починає заряджатися, і при досягненні на ньому робочої напруги світлодіод спалахує. Якщо тримати кнопку натиснутою, то струм перевищить допустиму величину, і напівпровідник згорить. Відпускаємо кнопку. Конденсатор продовжує живити світлодіод і поступово розряджається. Як тільки струм опуститься нижче за допустиме для світлодіода значення, знову натискаємо кнопку, підживлюючи конденсатор.

Ось так сидимо і періодично натискаємо кнопку, підтримуючи нормальний режим роботи світлодіода. Чим вище напруга живлення, тим натискання будуть коротшими. Чим напруга нижча, тим кнопку доведеться тримати натиснутою довше. Це і є принципом широтно-імпульсної модуляції. Драйвер стежить за струмом через світлодіод та керує ключем, зібраним на транзисторі або тиристорі. Робить він це дуже швидко (десятки і навіть сотні тисяч натискань на секунду).

З першого погляду робота стомлива і складна, але тільки не для електронної схеми. Проте ККД імпульсного стабілізатора може досягати 95%. Навіть при живленні втрати енергії мінімальні, а ключові елементи драйвера не потребують потужних тепловідводів. Звичайно, імпульсні стабілізаторидещо складніше по конструкції та дорожче, але все це окупається високою продуктивністю, винятковою якістю стабілізації струму та відмінними масогабаритними показниками.

Цей імпульсний драйвер здатний видати струм до 3 А без будь-яких радіаторів.

Як підібрати драйвер для світлодіодів

Розібравшись із принципом роботи led driver, залишилося навчитися їх правильно вибирати. Якщо ти не забув основ електротехніки, отриманих у школі, то справа ця нехитра. Перерахуємо основні характеристики перетворювача для світлодіодів, які братимуть участь у виборі:

• вхідна напруга;
• вихідна напруга;
• вихідний струм;
• Вихідна потужність;
• ступінь захисту від довкілля.

Насамперед, необхідно вирішити, від якого джерела харчуватиметься твій світлодіодний світильник. Це може бути мережа 220, бортова мережа автомобіля або будь-яке інше джерело як змінного, так і постійного струму. Перша вимога: напруга, яку ти будеш використовувати, повинна вкладатися в діапазон, вказаний у паспорті на драйвер у графі «вхідна напруга». Крім величини, потрібно врахувати і рід струму: постійний чи змінний. Адже в розетці, наприклад, змінний струм, а в автомобілі - постійний. Перший прийнято позначати абревіатурою АС, другий DC. У більшості випадків цю інформацію можна побачити і на корпусі самого приладу.

Цей драйвер розрахований для роботи від мережі змінного струму напругою від 100 до 265 В

Далі переходимо до вихідних параметрів. Припустимо, у тебе є три світлодіоди на робочу напругу 3.3 В і 300 мА струм кожен (вказано в супровідній документації). Ти вирішив зробити настільну лампу, Схема з'єднання діодів послідовна. Складаємо робочі напруги всіх напівпровідників, отримуємо падіння напруги на всьому ланцюжку: 3.3 * 3 = 9.9 В. Струм при такому з'єднанні залишається тим самим - 300 мА. Значить, тобі потрібен драйвер з вихідною напругою 9.9, що забезпечує стабілізацію струму на рівні 300 мА.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Поставити запитання експерту

Важливо! Усі напівпровідники, які працюють від одного драйвера, повинні бути однотипними та бажано з однієї партії. В іншому випадку, неминучий розкид параметрів світлодіодів, в результаті якого один з них світитиме вповна, а другий швидко згорить.

Звичайно, саме на цю напругу прилад знайти не вдасться, але це не потрібно. Усі драйвери розраховані не так на конкретне напруга, але в певний діапазон. Твоє завдання – вкласти своє значення у цей діапазон. А ось вихідний струм повинен точно відповідати 300 мА. В крайньому випадку він може бути дещо меншим (лампа світитиме не так яскраво), але ніколи не більше. Інакше твоя саморобка згорить відразу чи за місяць.

Йдемо далі. З'ясовуємо, який драйвер нам потрібен. Цей параметр повинен як мінімум співпадати зі споживаною потужністю нашої майбутньої лампи, а краще перевищувати це значення на 10-20%. Як розрахувати потужність нашої «гірлянди» із трьох світлодіодів? Згадуємо: електрична потужність навантаження - це струм, що йде через неї, помножений на напругу. Беремо калькулятор і перемножуємо загальну робочу напругу всіх світлодіодів на струм, попередньо перевівши останній в ампери: 9.9*0.3 = 2.97 Вт.

Останній штрих. Конструктивне виконання. Прилад може бути як у корпусі, так і без нього. Перший, природно, боїться пилу та вологи, і в плані електробезпеки він не найкращий варіант. Якщо ти вирішив вбудувати драйвер у лампу, корпус якої є добрим захистом від навколишнього середовища, тоді підійде. Але якщо корпус лампи має купу вентиляційних отворів (світлодіоди повинні охолоджуватися), а сам пристрій стоятиме в гаражі, то краще вибрати джерело живлення у власному корпусі.

Отже, нам потрібний світлодіодний драйвер з наступними характеристиками:

• напруга живлення - мережа 220 В змінного струму;
• вихідна напруга - 9.9 В;
• вихідний струм – 300 мА;
• вихідна потужність – не менше 3 Вт;
• корпус - пиловологозахистний.

Вирушаємо в магазин і дивимось. Ось він:

Драйвер для живлення світлодіодів

Причому не просто підходящий, а ідеально відповідний запитам. Трохи знижений вихідний струм продовжить життя світлодіодів, але на яскравості їх свічення це ніяк не позначиться. Потужність впаде до 2.7 Вт - буде запас потужності драйвера.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Поставити запитання експерту

Якщо в тебе дуже багато світлодіодів, то при послідовному включенні їх загальна напругаможе перевищити максимально можливе для наявних драйверів. У цьому випадку зверніться до розділу Схема підключення драйвера до світлодіодів, що знаходиться наприкінці цієї статті.

У чому різниця між драйвером для світлодіодів та блоком живлення для LED стрічки

Існує думка, що блоки живлення для – щось інше, ніж звичайний led драйвер. Спробуємо прояснити це питання, а заразом навчимося правильно вибирати драйвер для світлодіодної стрічки. Світлодіодна стрічка – це гнучка підкладка, на якій розташовані ті самі світлодіоди. Вони можуть стояти у 2, 3, 4 ряди, це не так важливо. Найважливіше розібратися, як вони з'єднані між собою.

Всі напівпровідники на стрічці розбиті на групи по 3 світлодіоди, з'єднані послідовно через струмообмежуючий резистор. Усі групи, своєю чергою, з'єднані паралельно:

Електрична схемаоднієї секції (ліворуч) та всієї світлодіодної стрічки

Стрічка продається в бобінах зазвичай завдовжки по 5 м і розрахована на робочу напругу 12 або 24 В. В останньому випадку в кожній групі буде не 3, а 6 світлодіодів. Припустимо, ти купив стрічку на 12 В з питомою споживаною потужністю 14 Вт/м. Отже, загальна потужність, споживана всієї бобиною, становитиме 14 * 5 = 70 Вт. Якщо тобі не потрібна така довга, ти можеш відрізати непотрібну частину з умовою, що різатимеш її між секціями. Наприклад, ти відрізав половину. Які характеристики у своїй зміняться? Тільки споживана потужність: вона зменшиться вдвічі.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Поставити запитання експерту

Важливо! Не забувай, що розрізати світлодіодну стрічку можна лише між секціями по 3 світлодіоди (для 24-х вольтової їх буде 6), які добре видно. На малюнку нижче я помітив їх стрілками.

Місця поділу секцій добре видно і навіть позначені піктограмами ножиць.

Чи потрібно обмежувати та стабілізувати струм через звичайний світлодіод? Безперечно, інакше він згорить. Але ми зовсім забули про резистор, встановлений у кожній секції стрічки. Він служить для обмеження струму і підібраний таким чином, що при подачі на секцію рівно 12 вольт струм через світлодіоди буде оптимальним. У завдання драйвера світлодіодної стрічки входить утримання напруги, що живить строго на рівні 12 В. Все інше бере на себе струмообмежуючий резистор.

Таким чином, головна відмінність блоку живлення led стрічки від звичайного led драйвера - чітко фіксована вихідна напруга 12 або 24 В. Тут вже не вийде використовувати звичайний драйвер з вихідною напругою, скажімо, від 9 до 14 Ст.

Інші критерії вибору блоку живлення для світлодіодної стрічки такі:

• вхідна напруга. Методика вибору та ж, що і для звичайного драйвера: прилад повинен бути розрахований на ту вхідну напругу і той рід струму, яким ти будеш живити світлодіодну стрічку;
• Вихідна потужність. Потужність блоку живлення повинна бути мінімум на 10% вище за потужність стрічки. При цьому надто великий запас брати не варто: знижується ККД усієї конструкції;
• клас захисту від довкілля. Методика та ж, що і для світлодіодного драйвера (див. вище): у прилад не повинні потрапляти пил та волога.

Драйвер для світлодіодної стрічки – не що інше, як високоякісний, але звичайний стабілізатор напруги. Він видає строго фіксовану напругу, але абсолютно не стежить за вихідним струмом. За бажання і експерименту замість нього ти можеш використовувати, наприклад, блок живлення від ПК (шина 12 У). Яскравість та довговічність стрічки від цього не постраждають.

Схема підключення драйвера до світлодіодів

Підключити драйвер до світлодіодів просто, це впорається кожен. Все маркування нанесене на його корпус. На вхідні дроти (INPUT) подаєш вхідну напругу, до вихідних (OUTPUT) підключаєш лінійку світлодіодів. Єдино, необхідно дотримуватись полярності, і на цьому я зупинюся докладніше.

Полярність входу (INPUT)

Якщо напруга, що живить драйвер, постійна, то висновок, позначений знаком «+» необхідно підключити до позитивного полюса джерела живлення. Якщо змінна напруга, то зверни увагу на маркування вхідних проводів. Можливі такі варіанти:

1. Маркування "L" і "N": на висновок "L" потрібно подати фазу (перебуває за допомогою індикаторної викрутки), на виведення "N" - нуль.
2. Маркування "~", "АС" або відсутнє: полярність дотримуватися не потрібно.

Полярність виходу (OUTPUT)

Тут полярність дотримується завжди! Плюсовий провід підключається до анода першого світлодіода, мінусового – до катода останнього. Самі світлодіоди поєднуються між собою: анод наступного до катода попереднього.

Схема підключення драйвера до гірлянди із трьох послідовно включених світлодіодів.

Якщо в тебе дуже багато світлодіодів (скажімо, 12 шт.), їх доведеться розбити на кілька однакових груп, а ці групи з'єднати паралельно. При цьому врахуй, що загальна споживана світильником потужність складе суму потужностей усіх груп, а робоча напруга буде відповідати напрузі однієї групи.