Kaip išsirinkti LED lempos tvarkyklę: tipai, paskirtis + prijungimo ypatybės

LED lempos tapo plačiai paplitusios, dėl to pradėta aktyviai gaminti antrinius maitinimo šaltinius.LED lempos tvarkyklė gali stabiliai palaikyti nurodytas srovės reikšmes įrenginio išvestyje, stabilizuodama įtampą, einanti per diodų grandinę.

Mes jums papasakosime viską apie srovės konvertavimo įrenginio, skirto diodinei lemputei valdyti, tipus ir veikimo principus. Mūsų straipsnyje pateikiamos vairuotojo pasirinkimo gairės ir naudingos rekomendacijos. Nepriklausomi namų elektrikai suras praktiškai patikrintas prijungimo schemas.

Naudojimo paskirtis ir apimtis

Diodų kristalai susideda iš dviejų puslaidininkių - anodo (pliuso) ir katodo (minuso), kurie yra atsakingi už elektrinių signalų transformaciją. Viena sritis turi P tipo laidumą, antra – N. Prijungus maitinimo šaltinį, per šiuos elementus tekės srovė.

Dėl šio poliškumo elektronai iš P tipo zonos veržiasi į N tipo zoną, ir atvirkščiai, krūviai iš taško N veržiasi į P. Tačiau kiekviena srities atkarpa turi savo ribas, vadinamas P-N sandūromis. Šiose vietose dalelės susitinka ir yra tarpusavyje absorbuojamos arba rekombinuojamos.

Diodas yra puslaidininkinis elementas ir turi tik vieną p-n sandūrą. Dėl šios priežasties pagrindinė charakteristika, lemianti jų švytėjimo ryškumą, yra ne įtampa, o srovė

P-N perėjimų metu įtampa sumažėja tam tikru voltų skaičiumi, visada vienoda kiekvienam grandinės elementui. Atsižvelgdamas į šias vertes, vairuotojas stabilizuoja įeinančią srovę ir sukuria pastovią išėjimo vertę.

Kokios galios reikia ir kokios nuostolių vertės P-N praėjimo metu yra nurodytos LED įrenginio pase. Todėl kai diodinės lemputės pasirinkimas būtina atsižvelgti į maitinimo šaltinio parametrus, kurių diapazonas turi būti pakankamas prarastai energijai kompensuoti.

Kad didelės galios šviesos diodai veiktų charakteristikose nurodytą laiką, reikalingas stabilizavimo įtaisas – vairuotojas. Elektroninio mechanizmo korpusas visada rodo savo išėjimo įtampą

Apšvietimo įtaisams įrengti naudojami maitinimo šaltiniai, kurių įtampa nuo 10 iki 36 V.

Įranga gali būti įvairių tipų:

• automobilių, dviračių, motociklų ir kt. priekiniai žibintai;
• mažos nešiojamos arba gatvės lempos;
• led juostelės, juostelės, lubiniai šviestuvai ir moduliai.

Tačiau už mažos galios šviesos diodai, o taip pat esant pastoviai įtampai, leidžiama nenaudoti tvarkyklių. Vietoj to į grandinę pridedamas rezistorius, taip pat maitinamas iš 220 V tinklo.

Maitinimo bloko veikimo principas

Išsiaiškinkime, kuo skiriasi įtampos šaltinis ir maitinimo šaltinis. Kaip pavyzdį apsvarstykite toliau pateiktą diagramą.

Prie 12 V maitinimo šaltinio prijungus 40 omų rezistorių, juo tekės 300 mA srovė (A pav.). Kai antrasis rezistorius yra prijungtas lygiagrečiai su grandine, srovės vertė bus 600 mA (B). Tačiau įtampa išliks nepakitusi.

Nepaisant dviejų rezistorių prijungimo prie maitinimo šaltinio, antrasis išėjime sukurs pastovią įtampą, nes idealiomis sąlygomis jis nėra veikiamas apkrovos

Dabar pažiūrėkime, kaip keičiasi vertės, jei rezistoriai yra prijungti prie maitinimo šaltinio grandinėje. Panašiai pristatome 40 omų reostatą su 300 mA tvarkykle. Pastarasis ant jo sukuria 12 V įtampą (B grandinė).

Jei grandinė sudaryta iš dviejų rezistorių, srovės vertė nesikeičia, o įtampa bus 6 V (G).

Vairuotojas, skirtingai nei įtampos šaltinis, išvestyje palaiko nurodytus srovės parametrus, tačiau įtampos galia gali skirtis

Darydami išvadas galime teigti, kad kokybiškas keitiklis tiekia apkrovą vardine srove net ir nukritus įtampai. Atitinkamai, 2 V arba 3 V diodų kristalai, kurių srovė yra 300 mA, degs vienodai ryškiai esant sumažintai įtampai.

Išskirtinės keitiklio charakteristikos

Vienas iš svarbiausių rodiklių yra perduodama galia esant apkrovai. Neperkraukite įrenginio ir stenkitės gauti geriausius įmanomus rezultatus.

Neteisingas naudojimas prisideda prie greito ne tik žiūrėjimo mechanizmo, bet ir LED lustų gedimo.

Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos darbui, yra šie:

• sudedamosios dalys, naudojamos surinkimo procese;
• apsaugos laipsnis (IP);
• minimalios ir didžiausios vertės įėjime ir išėjime;
• gamintojas.

Šiuolaikiniai keitiklių modeliai gaminami mikroschemų pagrindu ir naudoja impulsų pločio konvertavimo (PWM) technologiją.

Maitinimo šaltinio veikimo metu išėjimo įtampai reguliuoti buvo įdiegtas impulsų pločio moduliavimo metodas, o išėjime palaikoma tokia pati srovė kaip ir įėjime.

Tokie įrenginiai pasižymi aukštu apsaugos nuo trumpųjų jungimų, tinklo perkrovų laipsniu, taip pat padidina efektyvumą.

Srovės keitiklio pasirinkimo taisyklės

Norėdami įsigyti LED lempos keitiklį, turėtumėte ištirti raktą įrenginio charakteristikos. Verta pasikliauti išėjimo įtampa, vardine srove ir išėjimo galia.

LED galia

Iš pradžių išanalizuokime išėjimo įtampą, kuri priklauso nuo kelių veiksnių:

• įtampos nuostolių vertė kristalų P-N sandūrose;
• šviesos diodų skaičius grandinėje;
• prijungimo schema.

Vardinės srovės parametrus galima nustatyti pagal vartotojo charakteristikas, būtent LED elementų galią ir jų ryškumo laipsnį.

Šis indikatorius paveiks kristalų sunaudotą srovę, kurios diapazonas skiriasi priklausomai nuo reikalingo ryškumo. Keitiklio užduotis yra aprūpinti šiuos elementus reikiamu energijos kiekiu.

Išėjimo įtampos vertė turi būti didesnė arba identiška bendram energijos kiekiui, sunaudojamam kiekvienam elektros grandinės blokui.

Prietaiso galia priklauso nuo kiekvieno LED elemento stiprumo, jų spalvos ir kiekio.

Norėdami apskaičiuoti sunaudotą energiją, naudokite šią formulę:

P_H = P_LED *N,

Kur

• P_LED – vieno diodo sukuriama elektros apkrova,
• N yra kristalų skaičius grandinėje.

Gauti rodikliai neturėtų būti mažesni už vairuotojo galią. Dabar reikia nustatyti reikiamą nominalią vertę.

Didžiausia įrenginio galia

Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad norint užtikrinti stabilų keitiklio veikimą, jo vardinės vertės turi viršyti gautą P vertę 20-30%._H.

Taigi formulė įgauna tokią formą:

P_maks ≥ (1,2..1,3) * P_H,

kur P_maks — vardinė maitinimo šaltinio galia.

Be galios ir vartotojų skaičiaus plokštėje, apkrovos stiprumas taip pat priklauso nuo vartotojo spalvos faktorių. Esant ta pačiai srovei, priklausomai nuo atspalvio, jie turi skirtingus įtampos kritimus.

LED lempos tvarkyklė turi tiekti srovę, reikalingą maksimaliam ryškumui užtikrinti. Pirkėjas, rinkdamasis įrenginį, turi atsiminti, kad galia turi būti didesnė, nei naudoja visi šviesos diodai

Paimkime, pavyzdžiui, Amerikos kompanijos Cree šviesos diodus iš XP-E linijos raudonai.

Jų charakteristikos yra šios:

• įtampos kritimas 1,9-2,4 V;
• srovė 350 mA;
• vidutinis energijos suvartojimas 750 mW.

Žalias analogas ta pačia srove turės visiškai skirtingus rodiklius: nuostoliai P-N sankryžose yra 3,3-3,9 V, o galia - 1,25 W.

Atitinkamai galime padaryti išvadas: 10 W vairuotojas naudojamas dvylikai raudonų arba aštuonių žalių kristalų maitinimui.

LED prijungimo schema

Tvarkyklės pasirinkimas turėtų būti atliktas nustačius LED vartotojų prijungimo schemą. Jei pirmiausia įsigysite šviesos diodus ir tada pasirinksite jiems keitiklį, šį procesą lydės daug sunkumų.

Norėdami rasti įrenginį, kuris užtikrintų būtent tokio skaičiaus vartotojų veikimą su nurodyta prijungimo schema, turėsite praleisti daug laiko.

Pateiksime pavyzdį su šešiais vartotojais. Jų įtampos nuostoliai 3 V, srovės suvartojimas 300 mA. Norėdami juos prijungti, galite naudoti vieną iš būdų, ir kiekvienu atskiru atveju reikalingi maitinimo parametrai skirsis.

Kintamų diodų trūkumas yra aukštesnės įtampos maitinimo šaltinio poreikis, jei grandinėje yra daug kristalų

Mūsų atveju, jungiant nuosekliai, reikalingas 18 V blokas, kurio srovė yra 300 mA. Pagrindinis šio metodo pranašumas yra tas, kad ta pati galia praeina per visą liniją, todėl visi diodai dega vienodu ryškumu.

Lygiagrečios vartotojų išdėstymo trūkumas yra kiekvienos grandinės ryškumo skirtumas. Šis neigiamas reiškinys atsiranda dėl diodų parametrų išsibarstymo dėl srovės, einančios per kiekvieną liniją, skirtumų.

Jei naudojamas lygiagretus išdėstymas, pakanka naudoti 9 V keitiklį, tačiau sunaudota srovė bus dvigubai didesnė, palyginti su ankstesniu metodu.

Dviejų diodų nuoseklaus išdėstymo metodas negali būti naudojamas pasikeitus į grupę įtrauktų kristalų skaičiui - 3 ar daugiau. Tokie apribojimai atsiranda dėl to, kad per vieną elementą gali praeiti per daug srovės, o tai sukuria visos grandinės gedimo tikimybę.

Jei naudojamas nuoseklus metodas formuojant dviejų šviesos diodų poras, naudojama panašios našumo tvarkyklė, kaip ir ankstesniu atveju. Tokiu atveju apšvietimo ryškumas bus vienodas.

Tačiau ir čia yra keletas neigiamų niuansų: kai grupei tiekiama maitinimas, dėl charakteristikų kitimo vienas iš šviesos diodų gali atsidaryti greičiau nei antrasis ir atitinkamai per jį tekės srovė, dvigubai didesnė už nominalią vertę.

Daug rūšių LED lempos namų apšvietimui yra skirti tokiems trumpalaikiams šuoliams, tačiau šis metodas yra mažiau populiarus.

Tvarkyklių tipai pagal įrenginio tipą

Įrenginiai, konvertuojantys 220 V maitinimą į reikiamus šviesos diodams indikatorius, sutartinai skirstomi į tris kategorijas: elektroniniai; remiantis kondensatoriais; pritemdomas.

Apšvietimo priedų rinką atstovauja daug įvairių vairuotojų modelių, daugiausia iš Kinijos gamintojų. Ir nepaisant žemo kainų diapazono, iš šių įrenginių galite pasirinkti labai padorų variantą. Tačiau reikėtų atkreipti dėmesį į garantinį taloną, nes... Ne visi pateikti produktai yra priimtinos kokybės.

Elektroninis įrenginio vaizdas

Idealiu atveju elektroniniame keitiklyje turėtų būti tranzistorius. Jo vaidmuo yra iškrauti valdymo mikroschemą. Norint kuo labiau pašalinti arba išlyginti bangavimą, išėjime sumontuotas kondensatorius.

Šio tipo prietaisai priklauso brangiajai kategorijai, tačiau gali stabilizuoti srovę iki 750 mA, o to nepajėgia balastiniai mechanizmai.

Naujausios tvarkyklės daugiausia montuojamos lemputėse su E27 lizdu. Taisyklės išimtis yra „Gauss GU5.3“ gaminiai. Juose yra betransformatorinis keitiklis. Tačiau pulsacijos laipsnis juose siekia kelis šimtus Hz

Pulsavimas nėra vienintelis keitiklių trūkumas. Antrasis gali būti vadinamas elektromagnetiniais trukdžiais aukšto dažnio (HF) diapazone. Taigi, jei prie lempos prijungto lizdo yra prijungti kiti elektros prietaisai, pavyzdžiui, radijas, galite tikėtis trikdžių priimant skaitmeninius FM dažnius, televizorių, maršrutizatorių ir kt.

Kokybiško įrenginio pasirenkamas įtaisas turi turėti du kondensatorius: vienas yra elektrolitinis, kad išlygintų bangavimą, kitas – keraminis, kad sumažintų RD.Tačiau tokį derinį galima rasti retai, ypač kalbant apie Kinijos gaminius.

Tie, kurie turi bendrų sąvokų tokiose elektros grandinėse, gali savarankiškai pasirinkti elektroninio keitiklio išėjimo parametrus, keisdami rezistorių vertę

Dėl didelio efektyvumo (iki 95%) tokie mechanizmai tinka galingiems įrenginiams, naudojamiems įvairiose srityse, pavyzdžiui, automobilių derinimui, gatvių apšvietimui, buitiniams LED šaltiniams.

Maitinimo šaltinis kondensatoriaus pagrindu

Dabar pereikime prie mažiau populiarių įrenginių – tų, kurių pagrindas yra kondensatoriai. Beveik visos pigių LED lempų grandinės, kuriose naudojamas šio tipo tvarkyklės, turi panašias charakteristikas.

Tačiau dėl gamintojo modifikacijų jie keičiami, pavyzdžiui, pašalinamas koks nors grandinės elementas. Ypač dažnai ši dalis yra viena iš kondensatorių – išlyginamoji.

Dėl nekontroliuojamo rinkos užpildymo pigiomis ir nekokybiškomis prekėmis vartotojai gali „pajusti“ šimtaprocentinį pulsavimą lempose. Net neįsigilinus į jų dizainą, galime teigti, kad iš grandinės buvo pašalintas išlyginimo elementas

Tokie mechanizmai turi tik du privalumus: juos galima montuoti savarankiškai, o jų efektyvumas lygus šimtui procentų, nes nuostoliai atsiras tik p-n sandūrose ir varžose.

Yra tiek pat neigiamų aspektų: žema elektros sauga ir didelis pulsacijos laipsnis. Antrasis trūkumas yra apie 100 Hz ir susidaro dėl kintamosios įtampos ištaisymo. GOST nurodo leistino pulsavimo normą 10-20%, priklausomai nuo patalpos, kurioje įrengtas apšvietimo įrenginys, paskirties.

Vienintelis būdas sumažinti šį trūkumą yra pasirinkti tinkamo nominalo kondensatorių. Tačiau nereikėtų tikėtis, kad problema bus visiškai pašalinta – toks sprendimas gali tik išlyginti sprogimų intensyvumą.

Pritemdomi srovės keitikliai

Dimmer tvarkyklės reguliuojamos šviesos diodų lemputės leidžia keisti įeinančios ir išeinančios srovės indikatorius, tuo pačiu sumažinant arba padidinant diodų skleidžiamos šviesos ryškumo laipsnį.

Yra du prisijungimo būdai:

• pirmasis apima švelnų paleidimą;
• antrasis – impulsas.

Apsvarstykite pritemdomų tvarkyklių, pagrįstų CPC9909 lustu, veikimo principą, naudojamą kaip šviesos diodų grandinių, įskaitant didelio ryškumo, reguliavimo įtaisas.

CPC9909 standartinio prijungimo schema su 220 V maitinimo šaltiniu Pagal scheminę instrukciją galima valdyti vieną ar kelis galingus vartotojus

Minkšto paleidimo metu mikroschema su vairuotoju užtikrina laipsnišką diodų įjungimą didėjant ryškumui. Šis procesas apima du rezistorius, prijungtus prie LD kaiščio, skirtų sklandžiai pritemdyti. Taip pasiekiamas svarbus uždavinys – pailginti LED elementų tarnavimo laiką.

Ta pati išvestis suteikia ir analoginį reguliavimą – 2,2 kOhm rezistorius pakeičiamas galingesniu kintamu analoginiu – 5,1 kOhm. Tokiu būdu pasiekiamas sklandus išėjimo potencialo pokytis.

Antrojo metodo naudojimas apima stačiakampių impulsų tiekimą į žemo dažnio PWMD išvestį. Šiuo atveju naudojamas arba mikrovaldiklis, arba impulsų generatorius, kurie būtinai yra atskirti optronu.

Su būstu ar be jo?

Vairuotojus galima įsigyti su korpusu arba be jo.Pirmasis variantas yra labiausiai paplitęs ir brangesnis. Tokie prietaisai yra apsaugoti nuo drėgmės ir dulkių dalelių.

Antrojo tipo įrenginiai naudojami paslėptam įrengimui ir, atitinkamai, yra nebrangūs.

Visi pristatomi įrenginiai gali būti maitinami iš 12 V arba 220 V tinklo.Nepaisant to, kad atviro rėmo modeliai turi pranašumą kaina, jie gerokai atsilieka mechanizmo saugumu ir patikimumu.

Kiekvienas iš jų skiriasi leistina temperatūra eksploatacijos metu – į tai taip pat reikia atsižvelgti renkantis.

Klasikinė vairuotojo grandinė

Norėdami savarankiškai surinkti LED maitinimo šaltinį, mes susidursime su paprasčiausiu impulsinio tipo įrenginiu, kuris neturi galvaninės izoliacijos. Pagrindinis šio tipo grandinės privalumas yra paprastas prijungimas ir patikimas veikimas.

220 V keitiklio grandinė pateikiama kaip perjungimo maitinimo šaltinis. Surinkimo metu reikia laikytis visų elektros saugos taisyklių, nes srovės išėjimo apribojimai nėra

Tokio mechanizmo schema susideda iš trijų pagrindinių kaskadų sričių:

1. Talpinis įtampos separatorius.
2. Lygintuvas.
3. Apsaugos nuo viršįtampių.

Pirmasis skyrius yra kondensatoriaus C1 su rezistoriumi atsparumas kintamajai srovei. Pastarasis reikalingas tik inertinio elemento savaiminiam įkrovimui. Tai neturi įtakos grandinės veikimui.

Nominali rezistoriaus vertė gali būti 100 kOhm-1 Mohm diapazone, o galia 0,5-1 W. Kondensatorius turi būti elektrolitinis, o jo efektyvi amplitudės įtampos vertė yra 400-500 V

Kai generuojama pusės bangos įtampa praeina per kondensatorių, srovė teka tol, kol plokštės visiškai įkraunamos. Kuo mažesnė mechanizmo talpa, tuo mažiau laiko prireiks pilnai įkrauti.

Pavyzdžiui, prietaisas, kurio tūris yra 0,3–0,4 μF, įkraunamas per 1/10 pusės bangos periodo, t.

Ištiesinimo procesas šiame skyriuje atliekamas pagal Graetzo schemą. Diodinis tiltelis parenkamas pagal vardinę srovę ir atvirkštinę įtampą. Šiuo atveju paskutinė vertė neturi būti mažesnė nei 600 V

Antrasis etapas – elektrinis prietaisas, kuris kintamąją srovę paverčia (ištaiso) į pulsuojančią srovę. Šis procesas vadinamas visa banga. Kadangi viena pusbangos dalis buvo išlyginta kondensatoriumi, šios sekcijos išėjimas turės 20-25 V nuolatinės srovės srovę.

Kadangi LED maitinimo šaltinis neturi viršyti 12 V, grandinėje turi būti naudojamas stabilizavimo elementas. Šiuo tikslu įvedamas talpinis filtras. Pavyzdžiui, galite naudoti modelį L7812

Trečioji pakopa veikia išlyginamojo stabilizuojančio filtro – elektrolitinio kondensatoriaus – pagrindu. Jo talpinių parametrų pasirinkimas priklauso nuo apkrovos stiprumo.

Kadangi surinkta grandinė iš karto atkuria savo veikimą, negalima liesti plikų laidų, nes laidžioji srovė siekia dešimtis amperų - linijos pirmiausia izoliuojamos.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Visi sunkumai, su kuriais gali susidurti radijo mėgėjas renkantis galingų LED lempų keitiklį, išsamiai aprašyti vaizdo įraše:

Pagrindinės savarankiško keitiklio prijungimo prie elektros grandinės savybės:

Žingsnis po žingsnio instrukcijos, aprašančios LED tvarkyklės surinkimo procesą savo rankomis improvizuotomis priemonėmis:

Nepaisant gamintojo deklaruojamų dešimčių tūkstančių valandų nepertraukiamo LED lempų veikimo, yra daug faktorių, kurie šiuos rodiklius ženkliai sumažina.

Vairuotojai yra skirti išlyginti visus srovės šuolius elektros sistemoje. Į jų pasirinkimą ar savarankišką surinkimą reikia žiūrėti atsakingai, apskaičiavus visus reikiamus parametrus.

Papasakokite, kaip pasirinkote LED lemputės tvarkyklę. Pasidalykite savo argumentais ir būdais, kaip stabilizuoti diodinio apšvietimo įrenginio įtampos tiekimą. Palikite komentarus žemiau esančiame bloke, užduokite klausimus, paskelbkite nuotraukas straipsnio tema.