Jak vybrat ovladač LED lampy: typy, účel + funkce připojení

LED lampy se rozšířily, v důsledku čehož začala aktivní výroba sekundárních zdrojů energie. Řidič LED lampy je schopen stabilně udržovat nastavené hodnoty proudu na výstupu zařízení a stabilizovat napětí procházející řetězcem diod.

Řekneme vám vše o typech a principech činnosti současného přepočítacího zařízení pro provoz diodové lampy. V našem článku poskytujeme pokyny k výběru ovladače a poskytujeme užitečná doporučení. Najdeme nezávislé domácí elektrikáře s osvědčenými schématy připojení.

Účel a rozsah použití

Krystaly diod se skládají ze dvou polovodičů - anody (plus) a katody (minus), které jsou zodpovědné za transformaci elektrických signálů. Jedna oblast má vodivost typu P, druhá - N. Když je připojen zdroj energie, bude těmito prvky proudit proud.

Kvůli této polaritě se elektrony z pásma typu P do zóny typu N a obráceně nabíjí z bodu N do bodu P. Každá část regionu má však své vlastní hranice nazývané křižovatky P-N. Na těchto místech se částice nacházejí a vzájemně se absorbují nebo rekombinují.

Dioda se týká polovodičových prvků a má pouze jednu p-n křižovatku. Z tohoto důvodu není hlavní charakteristikou, která určuje stupeň jasu jejich záře, napětí, ale proud

Během křižovatek P-N napětí klesá o určitý počet voltů, vždy stejný pro každý prvek obvodu. Při těchto hodnotách ovladač stabilizuje příchozí proud a na výstupu vytváří konstantní hodnotu.

Jaký je požadovaný výkon a jaké hodnoty ztrát během průchodu P-N jsou uvedeny v pasu LED zařízení. Proto pro výběr diody žárovky je nutné vzít v úvahu parametry napájení, jejichž rozsah by měl být dostatečný k vyrovnání ztráty energie.

K tomu, aby vysoce výkonné LED diody zpracovaly čas uvedený v charakteristikách, je zapotřebí stabilizační zařízení - řidič. Výstupní napětí je vždy uvedeno na těle elektronického mechanismu

K vybavení osvětlovacích zařízení se používají napájecí zdroje s napětím od 10 do 36 V.

Technika může být různých typů:

• světlomety automobilů, jízdních kol, motocyklů atd .;
• malá přenosná nebo pouliční světla;
• vedlo světlopásky stropní světlo a moduly.

Nicméně pro LED s nízkým výkonem, stejně jako v případě použití konstantního napětí, není možné použít ovladače. Místo toho je do obvodu zaveden také rezistor, napájený také 220 V

Princip fungování napájecího zdroje

Pojďme zjistit, jaké jsou rozdíly mezi zdrojem napětí a zdrojem energie. Jako příklad zvažte obvod uvedený níže.

Připojením 40 ohmového rezistoru k 12 V napájecímu zdroji jím projde proud 300 mA (obrázek A). Při paralelním zapojení druhého odporu v obvodu bude aktuální hodnota - 600 mA (B). Napětí se však nezmění.

Navzdory připojení dvou rezistorů ke zdroji energie vytvoří druhý na výstupu konstantní napětí, protože za ideálních podmínek nepodporuje zátěž

Nyní budeme uvažovat, jak se budou hodnoty měnit, pokud budou rezistory připojeny k napájení v obvodu. Stejně tak představíme 40 ohmový reostat s 300 mA budičem. Ten na něm vytvoří napětí 12 V (obvod B).

Pokud je obvod složen ze dvou rezistorů, pak se aktuální hodnota nezmění a napětí je 6 V (G).

Ovladač, na rozdíl od zdroje napětí, udržuje na výstupu stanovené parametry proudu, avšak napětí se může lišit

Z toho lze vyvodit závěry, že vysoce kvalitní převodník dodává zátěž jmenovitým proudem, i když napětí klesá. V souladu s tím krystaly diod 2 V nebo 3 V a proud 300 mA budou hořet stejně jasné při sníženém napětí.

Charakteristické vlastnosti převodníku

Jedním z nejdůležitějších ukazatelů je přenášený výkon při zatížení. Zařízení nesmí být přetíženo a snažit se dosáhnout co nejlepších výsledků.

Nesprávné použití přispívá k rychlému selhání nejen přehledového mechanismu, ale také LED čipů.

Mezi hlavní faktory ovlivňující práci patří:

• konstrukční prvky použité v procesu montáže;
• stupeň ochrany (IP);
• minimální a maximální hodnoty na vstupu a výstupu;
• výrobce.

Moderní modely převodníků jsou k dispozici na bázi mikroobvodů a používají technologii pulsně-šířkové transformace (PWM).

V procesu provozu zdroje energie byl zaveden způsob modulace šířky pulsu pro regulaci výstupního napětí, zatímco výstup si zachovává stejný typ proudu jako vstup

Taková zařízení se vyznačují vysokým stupněm ochrany proti zkratům, přetížení sítě a mají také zvýšenou účinnost.

Pravidla pro výběr aktuálního převaděče

Chcete-li koupit konvertor LED lamp, měli byste si prostudovat klíč vlastnosti zařízení. Je založeno na výstupním napětí, jmenovitém proudu a výkonu.

Světelná diodová síla

Na začátku budeme analyzovat výstupní napětí, které je ovlivněno několika faktory:

• hodnota ztrát napětí na křižovatce P-N krystalů;
• počet světelných diod v řetězci;
• schéma zapojení.

Parametry jmenovitého proudu mohou být určeny charakteristickými vlastnostmi spotřebitele, jmenovitě výkonem LED prvků a jejich stupně jasu.

Tento indikátor ovlivní proud spotřebovaný krystaly, jejichž rozsah se mění v závislosti na požadovaném jasu.Úkolem převaděče je poskytnout těmto prvkům dodávku správného množství energie.

Hodnota výstupního napětí musí být větší nebo stejná jako celkové množství energie vynaložené na každý blok elektrického obvodu

Výkon zařízení závisí na síle každého prvku LED, jejich barvě a množství.

Pro výpočet spotřebované energie použijte následující vzorec:

P_H = P_LED * N,

Kde

• P_LED - elektrické zatížení vytvořené jednou diodou,
• N je počet krystalů v řetězci.

Získané ukazatele by neměly být menší než výkon řidiče. Nyní musíte určit požadovanou jmenovitou hodnotu.

Maximální výkon zařízení

Je třeba mít na paměti, že pro zajištění stabilního provozu převodníku musí jeho jmenovité parametry překročit získanou hodnotu P o 20–30%_H.

Vzorec tedy má podobu:

P_max ≥ (1,2,1,3) * P_H,

kde str_max - jmenovitý výkon zdroje napájení.

Kromě síly a počtu spotřebitelů na desce je zatížení také podřízeno barevným faktorům spotřebitele. Ve stejném proudu, v závislosti na stínu, mají různé indikátory poklesu napětí.

Ovladač pro LED lampu by měl produkovat tolik proudu, kolik je nutné k zajištění maximálního jasu. Při výběru zařízení by si měl kupující pamatovat, že výkon musí být větší než všechny LED diody

Vezměte například LED diody americké společnosti Cree z řady XP-E červeně.

Jejich vlastnosti jsou následující:

• úbytek napětí 1,9-2,4 V;
• proud 350 mA;
• průměrná spotřeba energie 750 mW.

Analog zelené barvy při stejném proudu bude mít úplně odlišné indikátory: ztráty na křižovatkách P-N jsou 3,3 až 3,9 V a výkon 1,25 W.

Lze tedy dojít k závěru: k napájení dvanácti červených krystalů nebo osmi zelených krystalů se používá ovladač o výkonu 10 wattů.

Schéma připojení LED

Výběr ovladače by měl být proveden po určení schématu zapojení spotřebitelů LED. Pokud si nejprve koupíte světelné diody a poté pro ně vyberete převodník, bude tento proces doprovázen mnoha obtížemi.

Chcete-li hledat zařízení, které zajistí provoz právě takového počtu zákazníků s daným schématem připojení, budete muset strávit spoustu času.

Uveďme příklad se šesti spotřebiteli. Mají ztrátu napětí 3 V, proudovou spotřebu 300 mA. Chcete-li je připojit, můžete použít jednu z metod, přičemž v každém případě se požadované parametry napájení liší.

Nevýhodou alternativního uspořádání diod je potřeba napájecí jednotky s vysokým napětím, pokud je v obvodu hodně krystalů.

V našem případě vyžaduje sériové připojení 18 V jednotku s proudem 300 mA. Hlavní výhoda této metody spočívá v tom, že stejná síla prochází celou čarou, respektive všechny diody hoří se stejnou jasností.

Nevýhodou paralelního umísťování spotřebitelů je rozdíl v jasu záře každého řetězce. K tomuto negativnímu jevu dochází v důsledku změny parametrů diod v důsledku rozdílů mezi proudem procházejícím každou linkou

Je-li použito paralelní umístění, stačí použít převodník 9 V, ale současná spotřeba se ve srovnání s předchozí metodou zdvojnásobí.

Metodu sekvenčního uspořádání dvou diod nelze použít s nahrazením počtu krystalů zahrnutých ve skupině - 3 nebo více. Tato omezení jsou způsobena skutečností, že jedním prvkem může projít příliš mnoho proudu, což vytváří pravděpodobnost selhání celého obvodu.

Použijete-li sekvenční metodu při vytváření párů dvou LED, použije se ovladač se stejnými indikátory, jako v předchozím případě. V tomto případě bude jas osvětlení již stejný.

Tady však byly některé negativní nuance: když je skupině dodávána energie, může se díky rozptylu charakteristik jedna z LED diod otevírat rychleji než druhá a podle toho jím projde proud, který zdvojnásobí jmenovitou hodnotu.

Mnoho druhů LED diody pro domácí osvětlení navržen pro takové krátkodobé skoky, ale tato metoda je méně populární.

Typy ovladačů podle typu zařízení

Zařízení, která převádějí napájení 220 V na potřebné indikátory pro LED diody, se obvykle dělí do tří kategorií: elektronická; na bázi kondenzátorů; stmívatelné.

Na trhu s osvětlovacím příslušenstvím je zastoupena široká škála modelů ovladačů, zejména od čínského výrobce. A navzdory nízkému cenovému rozpětí si z těchto zařízení můžete vybrat velmi slušnou možnost. Měli byste však věnovat pozornost záruční kartě, protože ne všechny prezentované produkty mají přijatelnou kvalitu.

Elektronický pohled na zařízení

V ideálním případě by měl být elektronický převodník vybaven tranzistorem. Jeho úlohou je vybít řídicí čip. Pro odstranění nebo maximalizaci vyhlazení zvlnění je na výstupu namontován kondenzátor.

Tento typ zařízení patří do drahé kategorie, ale je schopen stabilizovat proud až do 750 mA, což zátěžové mechanismy nejsou schopny.

Nejnovější ovladače jsou instalovány hlavně na žárovkách se základnou E27. Výjimkou z tohoto pravidla jsou produkty Gauss GU5.3. Jsou vybaveny beztransformátorovým převodníkem. Stupeň zvlnění v nich však dosahuje několika stovek Hz

Pulsace není jedinou nevýhodou převodníků. Druhý může být nazýván elektromagnetickým rušením vysokofrekvenčního (HF) rozsahu. Pokud jsou k elektrické zásuvce připojené k lampě připojeny další elektrické spotřebiče, například rádio, můžete očekávat rušení při příjmu digitálních FM frekvencí, televize, routeru atd.

Volitelné zařízení vysoce kvalitního zařízení by mělo mít dva kondenzátory: jeden je elektrolytický pro vyhlazení vln, druhý keramický pro snížení RF. Takovou kombinaci však lze najít jen zřídka, zejména pokud mluvíme o čínských výrobcích.

Ti, kteří mají společné koncepty v takových elektrických obvodech, mohou nezávisle zvolit výstupní parametry elektronického převodníku změnou hodnoty odporů

Vzhledem k vysoké účinnosti (až 95%) jsou tyto mechanismy vhodné pro výkonná zařízení používaná v různých oborech, například pro ladění automobilů, uličních svítidel a pro domácí LED zdroje.

Napájecí zdroj založený na kondenzátoru

Nyní se obracíme k tak oblíbeným zařízením - založeným na kondenzátorech. Téměř všechny levné LED žárovkové obvody, které používají tento typ ovladače, mají podobné vlastnosti.

V důsledku úprav provedených výrobcem však podléhají změnám, například odstraněním jakéhokoli prvku řetězu. Zvláště často je tato část jedním z kondenzátorů - vyhlazování.

Díky nekontrolovanému plnění trhu levným a nekvalitním zbožím mohou uživatelé „cítit“ sto pulzací v lampách. Aniž by došlo k ponoření do jejich zařízení, lze tvrdit, že vyhlazovací prvek byl z obvodu odstraněn

Takové mechanismy mají pouze dvě výhody: jsou k dispozici pro vlastní montáž a jejich účinnost se rovná sto procent, protože ke ztrátám dojde pouze na p-n křižovatkách a odporech.

Stejný počet negativních aspektů: nízká elektrická bezpečnost a vysoký stupeň zvlnění. Druhá nevýhoda je asi 100 Hz a je vytvořena v důsledku usměrnění střídavého napětí. Specifikace státní normy stanoví normu přípustného zvlnění 10–20% v závislosti na účelu místnosti, ve které je osvětlovací zařízení instalováno.

Jediným způsobem, jak tento nedostatek vyrovnat, je vybrat kondenzátor se správným hodnocením. Neměli byste však počítat s úplným odstraněním problému - takové řešení může pouze vyhladit intenzitu dávek.

Stmívatelné měniče proudu

Ovladače stmívače pro stmívatelné LED žárovky vám umožní změnit ukazatele příchozího a odchozího proudu a zároveň snížit nebo zvýšit stupeň jasu světla emitovaného diodami.

Existují dva způsoby připojení:

• první zahrnuje měkký start;
• druhý je pulzní.

Zvažte princip činnosti stmívatelných ovladačů založených na čipu CPC9909 používaném jako regulační zařízení pro obvody LED, včetně těch s vysokým jasem.

Standardní spínací obvod CPC9909 s napájením 220 V. Podle schématických pokynů je možné ovládat jednoho nebo více výkonných spotřebičů

Díky hladkému startu poskytuje čip řidiče postupné začleňování diod se zvyšujícím se jasem. Pro tento proces se používají dva odpory připojené k terminálu LD, které jsou navrženy tak, aby prováděly úkol plynulého stmívání. Realizuje důležitý úkol - prodlužuje životnost LED prvků.

Stejný závěr poskytuje i analogová regulace - rezistor 2,2 kΩ se změní na výkonnější proměnný analog - 5,1 kOhm. Tím je dosaženo plynulé změny výstupního potenciálu.

Použití druhého způsobu zahrnuje dodávku pravoúhlých pulzů na nízkofrekvenční výstup PWMD. To zahrnuje buď mikrokontrolér nebo generátor impulsů, které jsou nutně odděleny optočlenem.

S nebo bez bydlení?

Ovladače jsou k dispozici v krytu nebo bez něj. První možnost je nejběžnější a nákladnější. Taková zařízení jsou chráněna před vlhkostí a prachovými částicemi.

Zařízení druhého typu se používají pro zapuštěnou montáž, a proto jsou levná.

Výkon všech prezentovaných zařízení může být ze sítě 12 V nebo 220 V. Přestože modely s otevřeným rámem zvítězí v ceně, výrazně zaostávají, pokud jde o bezpečnost a spolehlivost mechanismu.

Každá z nich se během provozu vyznačuje přípustnou teplotou - při výběru je třeba tomu věnovat pozornost.

Klasický obvod řidiče

Pro vlastní montáž zdroje napájení LED se budeme zabývat nejjednodušším zařízením pulzního typu, které nemá galvanickou izolaci. Hlavní výhodou tohoto typu obvodu je jeho jednoduché připojení a spolehlivý provoz.

Obvod měniče 220 V je prezentován jako spínací zdroj napájení. Při montáži je třeba dodržovat všechna elektrická bezpečnostní pravidla, protože neexistují žádná omezení pro proudový výstup

Schéma takového mechanismu se skládá ze tří hlavních kaskádových oblastí:

1. Kapacitní oddělovač napětí.
2. Usměrňovač
3. Stabilizátory napětí.

První část je protiopatření vyvíjené střídavým proudem na kondenzátoru C1 s odporem. Ten je vyžadován pouze pro nezávislé nabíjení inertního prvku. Nemá to vliv na provoz obvodu.

Jmenovitá hodnota rezistoru může být v rozsahu 100 kOhm-1 Mom, s výkonem 0,5 - 1 W. Kondenzátor musí být elektrolytický a jeho efektivní hodnota amplitudového napětí je 400-500 V

Když vytvořená půlvlna napětí prochází kondenzátorem, proud teče, dokud nejsou desky plně nabity. Čím menší je kapacita mechanismu, tím méně času bude vynaloženo na jeho plné nabití.

Například zařízení s objemem 0,3 až 0,4 μF je nabíjeno po dobu 1/10 půlvlnové periody, tj. Pouze desetinou přenášeného napětí prochází touto sekcí.

Rovnání v této sekci se provádí podle Gretzova schématu. Je vybrán diodový můstek, počínaje jmenovitým proudem a zpětným napětím.V tomto případě by poslední hodnota neměla být menší než 600 V

Druhá kaskáda je elektrické zařízení, které převádí (usměrňuje) střídavý proud na pulzující. Tento proces se nazývá půlvlna. Protože jedna část půlvlny byla vyhlazena kondenzátorem, bude na výstupu této sekce stejnosměrný proud 20-25 V.

Protože napájení LED by nemělo překročit 12 V, musí být pro obvod použit stabilizační prvek. Za tímto účelem je zaveden kapacitní filtr. Například můžete použít model L7812

Třetí kaskáda pracuje na základě vyhlazovacího stabilizačního filtru - elektrolytického kondenzátoru. Volba kapacitních parametrů závisí na zatížení.

Protože sestavený obvod reprodukuje svou práci okamžitě, je nemožné dotknout se holých vodičů, protože vedený proud dosahuje desítek ampér - vedení jsou předběžně izolována.

Závěry a užitečné video na toto téma

Všechny obtíže, s nimiž se může amatérský amatér setkat při výběru převaděče pro vysoce výkonné LED žárovky, jsou podrobně popsány ve videu:

Klíčové vlastnosti nezávislého připojení převodníku k elektrickému obvodu:

Podrobná instrukce popisující proces montáže DIY ovladače LED z improvizovaných prostředků:

Navzdory desítkám tisíc hodin nepřetržitého provozu LED lamp výrobcem existuje mnoho faktorů, které tyto indikátory významně snižují.

Ovladače jsou navrženy tak, aby vyhladily všechny aktuální přepětí v elektrickém systému. Po výpočtu všech nezbytných parametrů je třeba přistupovat zodpovědně k jejich výběru nebo vlastní montáži.

Řekněte nám, jak jste vybrali ovladač pro LED žárovku. Sdílejte své argumenty a způsoby, jak stabilizovat dodávku napětí do diodového osvětlovacího zařízení. Nechte komentáře v bloku níže, klást otázky, zveřejňovat fotografie na téma článku.