Jednostavni upravljački programi za krug LED dioda velike snage. Upravljački programi za LED: vrste, svrha, veza. Pronalaženje neispravnih LED dioda

Sastavni dio svake visokokvalitetne LED svjetiljke ili rasvjetnog tijela je pokretač. U odnosu na rasvjetu, pojam "pokretač" treba shvatiti kao elektronički sklop koji pretvara ulazni napon u stabiliziranu struju dana vrijednost. Funkcionalnost pokretača određena je širinom raspona ulaznog napona, mogućnošću podešavanja izlaznih parametara, osjetljivošću na promjene u opskrbnoj mreži i učinkovitošću.

Pokazatelji kvalitete svjetiljke ili svjetiljke u cjelini, vijek trajanja i trošak ovise o navedenim funkcijama. Svi izvori napajanja (PS) za LED diode konvencionalno su podijeljeni na pretvarače linearnog i impulsnog tipa. Linearni izvori napajanja mogu imati jedinicu za stabilizaciju struje ili napona. Radio amateri često konstruiraju krugove ove vrste vlastitim rukama pomoću mikro kruga LM317. Takav uređaj je jednostavan za sastavljanje i ima nisku cijenu. No, zbog vrlo niske učinkovitosti i očitih ograničenja snage povezanih LED dioda, izgledi za razvoj linearnih pretvarača su ograničeni.

Preklopni upravljački programi mogu imati učinkovitost veću od 90% i visok stupanj zaštite od mrežnih smetnji. Njihova potrošnja energije je desetke puta manja od snage koja se dovodi do opterećenja. Zahvaljujući tome, mogu se proizvoditi u zatvorenom kućištu i ne boje se pregrijavanja.

Prvi pulsni stabilizatori imali su složeni uređaj bez zaštite u praznom hodu. Zatim su se modernizirali i, zbog brzog razvoja LED tehnologija, pojavili su se specijalizirani čipovi s modulacijom frekvencije i širine impulsa.

Krug napajanja LED-a temeljen na kondenzatorskom razdjelniku

Nažalost, u dizajnu jeftin LED svjetiljke za 220V iz Kine ni linearni ni stabilizator pulsa. Motivirana iznimno niskom cijenom gotovog proizvoda, kineska industrija uspjela je maksimalno pojednostaviti strujni krug. Nije ispravno nazvati ga vozačem, jer ovdje nema stabilizacije. Iz slike je jasno da električni dijagram Svjetiljka je dizajnirana za rad iz mreže od 220 V. Izmjenični napon se smanjuje RC krugom i dovodi na diodni most. Tada se ispravljeni napon djelomično ujednačava pomoću kondenzatora i dovodi do LED dioda kroz otpornik za ograničavanje struje. Ovaj krug nema galvansku izolaciju, odnosno svi elementi su stalno na visokom potencijalu.

Kao rezultat toga, česta povlačenja mrežni napon uzrokuje treperenje LED svjetiljke. Nasuprot tome, previsok mrežni napon uzrokuje nepovratan proces starenja kondenzatora s gubitkom kapaciteta, a ponekad uzrokuje i njegovo pucanje. Vrijedi napomenuti da još jedan, ozbiljan negativna strana ove sheme je ubrzani proces degradacija LED dioda zbog nestabilne struje napajanja.

Pogonski krug za CPC9909

Moderni impulsni pokretači za LED svjetiljke imaju jednostavan krug, tako da ga možete lako napraviti čak i vlastitim rukama. Danas se za izradu pokretačkih programa proizvode brojni integrirani sklopovi, posebno dizajnirani za upravljanje LED diodama velike snage. Da olakšam posao amaterima elektronički sklopovi, programeri integriranih upravljačkih programa za LED diode pružaju tipične dijagrame spajanja i izračune komponenti ožičenja u svojoj dokumentaciji.

Opće informacije

Američka tvrtka Ixys pokrenula je proizvodnju čipa CPC9909, dizajniranog za upravljanje LED sklopovima i LED diodama visoke svjetline. Driver temeljen na CPC9909 je male veličine i ne zahtijeva velika ulaganja. CPC9909 IC je proizveden u planarnom dizajnu s 8 pinova (SOIC-8) i ima ugrađeni regulator napona.

Zahvaljujući prisutnosti stabilizatora, radni raspon ulaznog napona je 12-550V iz istosmjernog izvora. Minimalni pad napona na LED diodama je 10% napona napajanja. Stoga je CPC9909 idealan za spajanje visokonaponskih LED dioda. IC radi odlično u raspon temperature od -55 do +85°C, što znači da je pogodan za projektiranje LED svjetiljki i rasvjetnih tijela za vanjsku rasvjetu.

Dodjela pinova

Vrijedno je napomenuti da uz pomoć CPC9909 ne možete samo uključiti i isključiti moćnu LED diodu, već i kontrolirati njezin sjaj. Da biste saznali više o svim mogućnostima IC-a, razmotrite svrhu njegovih zaključaka.

1. VIN broj Dizajniran za napajanje naponom.
2. CS. Dizajniran za spajanje vanjskog strujnog senzora (otpornika), s kojim se postavlja maksimalna LED struja.
3. GND. Opći izlaz drajvera.
4. KAPIJA. Izlaz mikro kruga. Isporučuje modulirani signal na vrata tranzistora snage.
5. P.W.M.D. Niskofrekventni ulaz za prigušivanje.
6. VDD. Izlaz za regulaciju napona napajanja. U većini slučajeva, spojen je preko kondenzatora na zajedničku žicu.
7. L.D. Dizajniran za postavljanje analognog zatamnjenja.
8. RT. Dizajniran za spajanje otpornika za podešavanje vremena.

Shema i njen princip rada

Tipično spajanje CPC9909 napajanog iz mreže od 220 V prikazano je na slici. Krug može pokretati jednu ili više LED dioda velike snage ili visoke svjetline. Krug se može lako sastaviti vlastitim rukama, čak i kod kuće. Gotovi upravljački program ne zahtijeva prilagodbu, uzimajući u obzir točan odabir vanjskih elemenata i poštivanje pravila za njihovu ugradnju.
Upravljački program za 220V LED svjetiljku temeljen na CPC9909 radi koristeći metodu pulsne frekvencijske modulacije. To znači da je vrijeme pauze konstantna vrijednost (time-off=const). Izmjenični napon se ispravlja diodnim mostom i uglađuje kapacitivnim filtrom C1, C2. Zatim ide na VIN ulaz mikro kruga i započinje proces generiranja strujnih impulsa na izlazu GATE. Izlazna struja IC-a pokreće tranzistor snage Q1. U trenutku kada je tranzistor otvoren (vrijeme impulsa “vrijeme uključivanja”), struja opterećenja teče kroz krug: “+ diodni most” – LED – L – Q1 – R S – “-diodni most”.
Za to vrijeme induktor akumulira energiju kako bi je prenio na opterećenje tijekom pauze. Kada se tranzistor zatvori, energija induktora daje struju opterećenja u krugu: L – D1 – LED – L.
Proces je ciklički, što rezultira pilastom strujom kroz LED. Najveći i najmanja vrijednost pile ovisi o induktivitetu induktora i radnoj frekvenciji.
Frekvencija impulsa određena je vrijednošću otpora RT. Amplituda impulsa ovisi o otporu otpornika RS. LED struja se stabilizira usporedbom unutarnjeg referentnog napona IC s padom napona na R S . Osigurač i termistor štite krug od mogućih hitnih stanja.

Proračun vanjskih elemenata

Otpornik za podešavanje frekvencije

Trajanje pauze postavlja se vanjskim otpornikom R T i određuje pomoću pojednostavljene formule:

t pauza =RT /66000+0,8 (µs).

S druge strane, vrijeme pauze je povezano s radnim ciklusom i učestalošću:

t pauza =(1-D)/f (s), gdje je D radni ciklus, koji je omjer vremena pulsa i perioda.

Trenutni senzor

Oznaka otpora R S određuje vrijednost amplitude struje kroz LED diodu i izračunava se formulom: R S =U CS /(I LED +0,5*I L puls), gdje je U CS kalibrirani referentni napon jednak 0,25 V;

I LED – struja kroz LED;

I L impuls – vrijednost valovitosti struje opterećenja, koja ne smije prelaziti 30%, odnosno 0,3*I LED.

Nakon transformacije, formula će imati oblik: R S =0,25/1,15*I LED (Ohm).

Snaga koju rasipa senzor struje određena je formulom: P S =R S *I LED *D (W).

Za ugradnju se prihvaća otpornik s rezervom snage od 1,5-2 puta.

gas

Kao što je poznato, struja induktora ne može se naglo promijeniti, povećavajući se tijekom impulsa i smanjujući tijekom pauze. Zadatak radioamatera je odabrati zavojnicu s induktivitetom koji osigurava kompromis između kvalitete izlaznog signala i njegovih dimenzija. Da biste to učinili, zapamtite razinu valovitosti koja ne smije prelaziti 30%. Tada će vam trebati induktivitet s nominalnom vrijednošću:

L=(US LED *t pauza)/ I L puls, gdje je U LED pad napona na LED(ama), uzet iz I-V karakteristične krivulje.

Filter snage

U strujnom krugu ugrađena su dva kondenzatora: C1 - za izravnavanje ispravljenog napona i C2 - za kompenzaciju frekvencijskih smetnji. Budući da CPC9909 radi u širokom rasponu ulaznog napona, nema potrebe za velikim elektrolitskim C1 kapacitetom. 22 uF će biti dovoljno, ali moguće je i više. Kapacitet metalnog filma C2 za krug ove vrste je standardan - 0,1 μF. Oba kondenzatora moraju izdržati napon od najmanje 400V.

Međutim, proizvođač čipa inzistira na ugradnji kondenzatora C1 i C2 s niskim ekvivalentnim serijskim otporom (ESR) kako bi se izbjegao negativan utjecaj visokofrekventnog šuma koji se javlja kada se upravljački program prebaci.

Ispravljač

Diodni most odabire se na temelju maksimuma istosmjerna struja i obrnuti napon. Za rad u mreži od 220 V obrnuti napon mora biti najmanje 600V. Izračunata vrijednost prednje struje izravno ovisi o struji opterećenja i definirana je kao: I AC =(π*I LED)/2√2, A.

Dobivena vrijednost mora se pomnožiti s dva kako bi se povećala pouzdanost kruga.

Odabir preostalih elemenata kruga

Kondenzator C3 instaliran u krugu napajanja mikro kruga trebao bi imati kapacitet od 0,1 µF s niskom vrijednošću ESR, slično C1 i C2. Neiskorišteni pinovi PWMD i LD također su spojeni na zajedničku žicu preko C3.

Tranzistor Q1 i dioda D1 rade u impulsnom načinu rada. Stoga bi izbor trebao biti napravljen uzimajući u obzir njihova frekvencijska svojstva. Moći će se sadržavati samo elementi s kratkim vremenom oporavka Negativan utjecaj prijelazni procesi u trenutku sklopke na frekvenciji od oko 100 kHz. Maksimalna struja kroz Q1 i D1 jednaka je vrijednosti amplitude struje LED-a, uzimajući u obzir odabrani radni ciklus: I Q1 = I D1 = D*I LED, A.

Napon primijenjen na Q1 i D1 je pulsirajuće prirode, ali ne više od ispravljenog napona uzimajući u obzir kapacitivni filtar, to jest 280V. Izbor elemenata snage Q1 i D1 treba napraviti s marginom, množenjem izračunatih podataka za dva.

Osigurač štiti krug od opasnosti kratki spoj i mora dugo izdržati maksimalnu struju opterećenja, uključujući i impulsni šum.

I OSIGURAČ =5*I AC , A.

Ugradnja RTH termistora je neophodna za ograničavanje udarne struje pogonskog programa kada se kondenzator filtera isprazni. RTH svojim otporom mora štititi diode mosnog ispravljača od proboja u prvim sekundama rada.

R TH =(√2*220)/5*I AC, Ohm.

Ostale opcije za omogućavanje CPC9909

Meki start i analogno prigušivanje

Po želji, CPC9909 može omogućiti lagano uključivanje LED-a dok se njegova svjetlina postupno povećava. Meki start se ostvaruje pomoću dva fiksna otpornika spojena na LD pin, kao što je prikazano na slici. Ova odluka omogućuje produljenje životnog vijeka LED-a.

Također, LD pin vam omogućuje implementaciju funkcije analognog prigušivanja. Da biste to učinili, otpornik od 2,2 kOhm zamjenjuje se promjenjivim otpornikom od 5,1 kOhm, čime se glatko mijenja potencijal na LD pinu.

Prigušivanje pulsa

Sjaj LED-a možete kontrolirati primjenom pravokutnih impulsa na PWMD (pulse width modulation dimming) pin. Da biste to učinili, koristi se mikrokontroler ili generator impulsa s obveznim odvajanjem putem optokaplera.

Uz razmatranu opciju upravljačkog programa za LED svjetiljke, postoje slična rješenja krugova drugih proizvođača: HV9910, HV9961, PT4115, NE555, RCD-24 itd. Svaki od njih ima svoje snage i slabe točke, ali općenito se uspješno nose s nametnutim opterećenjem kada ih sastavljaju vlastitim rukama.

Pročitajte također

Najjednostavniji upravljački program za napajanje LED dioda, koji svatko može napraviti vlastitim rukama, dijagram upravljačkog programa s opisom njegove proizvodnje.

LED, za razliku od drugih emitirajući svjetlost uređaji (lampe, rasvjetna tijela) ne mogu se izravno spojiti na kućnu mrežu. Štoviše, LED diode se ne mogu napajati fiksnim naponom, što je navedeno u podatkovnoj tablici. LED napajanje mora imati elemente koji ograničavaju struju kroz LED diodu u skladu s njezinim karakteristikama, odnosno prigušnicu. Zbog toga se dioda naziva "strujni uređaj", a upotreba tradicionalnih pretvarača napona nije primjenjiva; za napajanje LED dioda treba koristiti upravljački program.

Vrlo često za spajanje LED dioda u automobilu, isti " anđeoske oči"Na COB prstenovima je potreban vozač, možete ga sami napraviti i koštat će vas sitne pare.

Imamo automobilsku mrežu od 12 V, izračunavamo kakav nam otpornik treba na primjeru COB prstena snage 5 W.

Struju koju troši neki električni uređaj možemo saznati ako znamo njegovu snagu i napon napajanja.
Potrošnja struje jednaka je snazi ​​podijeljenoj s naponom mreže.
COB prsten troši 5 vata.

Napon u automobilu je 12 volti.
Dobivamo 420 miliampera struje koju troši takav prsten.
Dalje na bilo kojem online kalkulator, poput ove - ledcalc.ru/lm317

izračunajmo:

• Dizajn otpornosti.
• Najbliži standard.
• Struja sa standardnim otpornikom.
• Snaga otpornika.

Upisujemo traženu struju od 420 miliampera i dobivamo:

• Procijenjeni otpor: 2,98 ohma
  Najbliži standard: 3,30 ohma
  Struja sa standardnim otpornikom: 379 mA
  Snaga otpornika: 0,582 W.

OVAJ IZRAČUN VRIJEDI KADA STE TOČNO SIGURNI U KARAKTERISTIKE LED-a, AKO Niste, ONDA MJERIMO POTROŠNJU STRUJE MULTIMETROM!

Usput, gornji izračun, gdje sam uzeo specifikaciju diode od Kineza, nije točan, jer se prilikom mjerenja pokazalo da stvarna potrošnja struje nije 420 mA, već 300 mA. Stoga odmah možemo zaključiti da nema mirisa od pet vata :)

Njegov pinout.

Otpornik, koji je izračunat gore, i povezujemo cijelu stvar u načinu rada stabilizatora struje.

Kao rezultat toga, dobili smo stabiliziranu struju na izlazu.

Ali ovo je za idealan slučaj. Što se tiče slučaja s pravim automobilom, gdje se skokovi do 14 volti događaju s novcem, tada izračunajte otpornik za najgori slučaj s marginom.

Raširena uporaba LED dioda dovela je do masovne proizvodnje napajanja za njih. Takvi blokovi se nazivaju vozači. Njihova glavna značajka je da su u stanju stabilno održavati zadanu struju na izlazu. Drugim riječima, pokretački program za diode koje emitiraju svjetlo (LED) je izvor struje za njihovo napajanje.

Svrha

Budući da su LED diode poluvodički elementi, ključna karakteristika, koji određuje svjetlinu njihovog sjaja nije napon, već struja. Da bi zajamčeno radili navedeni broj sati, potreban je upravljački program - stabilizira struju koja teče kroz LED krug. Moguće je koristiti svjetlosne diode male snage bez pokretača, u ovom slučaju njegovu ulogu igra otpornik.

Primjena

Drajveri se koriste i kada napajaju LED iz mreže od 220 V i iz izvora Istosmjerni napon 9-36 V. Prvi se koriste za osvjetljavanje prostorija s LED svjetiljkama i trakama, drugi se češće nalaze u automobilima, svjetlima za bicikle, prijenosnim svjetiljkama itd.

Princip rada

Kao što je već spomenuto, pokretač je izvor struje. Njegove razlike od izvora napona ilustrirane su u nastavku.

Izvor napona proizvodi određeni napon na svom izlazu, idealno neovisan o opterećenju.

Na primjer, ako spojite otpornik od 40 Ohma na izvor od 12 V, kroz njega će teći struja od 300 mA.

Spojite li dva otpornika paralelno, ukupna struja bit će 600 mA pri istom naponu.

Pokretač održava specificiranu struju na svom izlazu. U ovom slučaju napon se može promijeniti.

Spojimo također otpornik od 40 Ohma na drajver od 300 mA.

Pokretač će stvoriti pad napona od 12 V na otporniku.

Ako spojite dva otpornika paralelno, struja će i dalje biti 300 mA, ali će napon pasti na 6 V:

Stoga je idealan pokretač sposoban isporučiti nazivnu struju opterećenju bez obzira na pad napona. Odnosno, LED s padom napona od 2 V i strujom od 300 mA gorjet će jednako jako kao LED s naponom od 3 V i strujom od 300 mA.

Glavne karakteristike

Prilikom odabira morate uzeti u obzir tri glavna parametra: izlazni napon, struju i snagu koju troši opterećenje.

Izlazni napon drajvera ovisi o nekoliko faktora:

• LED pad napona;
• broj LED dioda;
• način povezivanja.

Izlazna struja upravljačkog programa određena je karakteristikama LED dioda i ovisi o sljedećim parametrima:

• LED snaga;
• svjetlina.

Snaga LED dioda utječe na struju koju troše, a koja može varirati ovisno o potrebnoj svjetlini. Vozač im mora osigurati ovu struju.

Snaga opterećenja ovisi o:

• snaga svake LED diode;
• njihove količine;
• boje.

U opći slučaj potrošnja energije može se izračunati kao

gdje je Pled snaga LED-a,

N je broj spojenih LED dioda.

Maksimalna snaga pokretača ne smije biti manja.

Vrijedno je uzeti u obzir da za stabilan rad pokretača i za sprječavanje njegovog kvara treba osigurati rezervu snage od najmanje 20-30%. Odnosno, mora biti zadovoljen sljedeći odnos:

gdje je Pmax najveća snaga pokretača.

Osim o snazi ​​i broju LED dioda, snaga opterećenja ovisi io njihovoj boji. LED diode različitih boja imaju različite padove napona za istu struju. Na primjer, crveni XP-E LED ima pad napona od 1,9-2,4 V pri 350 mA. Njegova prosječna potrošnja energije je oko 750 mW.

Zeleni XP-E ima pad od 3,3-3,9 V pri istoj struji, a prosječna snaga će mu biti oko 1,25 W. Odnosno, drajver snage 10 vata može napajati 12-13 crvenih LED dioda ili 7-8 zelenih.

Kako odabrati upravljački program za LED diode. Načini spajanja LED dioda

Recimo da postoji 6 LED dioda s padom napona od 2 V i strujom od 300 mA. Možete ih povezati različiti putevi, au svakom slučaju trebat će vam upravljački program s određenim parametrima:

Neprihvatljivo je paralelno spajanje 3 ili više LED dioda na ovaj način, jer kroz njih može proći previše struje, zbog čega će brzo pokvariti.

Imajte na umu da je u svim slučajevima snaga pogona 3,6 W i ne ovisi o načinu spajanja opterećenja.

Stoga je preporučljivije odabrati upravljački program za LED diode već u fazi kupnje potonjeg, nakon što ste prethodno odredili dijagram povezivanja. Ako najprije kupite same LED diode, a zatim odaberete upravljački program za njih, to možda neće biti lak zadatak, budući da je vjerojatnost da ćete pronaći točno onaj izvor napajanja koji može osigurati rad točno ovog broja LED dioda povezanih prema određeni sklop je mali.

Vrste

Općenito, LED upravljački programi mogu se podijeliti u dvije kategorije: linearni i prekidački.

Linearni izlaz je generator struje. Omogućuje stabilizaciju izlazne struje s nestabilnim ulaznim naponom; Štoviše, podešavanje se odvija glatko, bez stvaranja visokofrekventnih elektromagnetskih smetnji. Jednostavni su i jeftini, ali njihova niska učinkovitost (manje od 80%) ograničava njihovu primjenu na LED diode i trake male snage.

Pulsni uređaji su uređaji koji na izlazu stvaraju niz strujnih impulsa visoke frekvencije.

Obično rade na principu modulacije širine impulsa (PWM), odnosno prosječna vrijednost izlazne struje određena je omjerom širine impulsa i njihovog perioda ponavljanja (ta se vrijednost naziva radni ciklus).

Gornji dijagram prikazuje princip rada PWM drajvera: frekvencija impulsa ostaje konstantna, ali radni ciklus varira od 10% do 80%. To dovodi do promjene prosječne vrijednosti izlazne struje I cp.

Takvi se upravljački programi široko koriste zbog svoje kompaktnosti i visoke učinkovitosti (oko 95%). Glavni nedostatak je viša razina elektromagnetskih smetnji u usporedbi s linearnim.

220V LED driver

Za uključivanje u mrežu od 220 V proizvode se i linearni i impulsni. Postoje drajveri sa i bez galvanske izolacije od mreže. Glavne prednosti prvog su visoka učinkovitost, pouzdanost i sigurnost.

Bez galvanske izolacije obično su jeftiniji, ali manje pouzdani i zahtijevaju oprez pri spajanju jer postoji opasnost od strujnog udara.

Kineski vozači

Potražnja za drajverima za LED pridonosi njihovom masovna proizvodnja u Kini. Ovi uređaji su impulsni izvori struje, obično 350-700 mA, često bez kućišta.

Kineski drajver za 3w LED

Njihove glavne prednosti su niska cijena i prisutnost galvanske izolacije. Nedostaci su sljedeći:

• niska pouzdanost zbog upotrebe jeftinih sklopnih rješenja;
• nedostatak zaštite od pregrijavanja i fluktuacija u mreži;
• visoka razina radio smetnji;
• visoka razina izlazne valovitosti;
• krhkost.

Doživotno

Životni vijek pogonskog programa obično je kraći od životnog vijeka optičkog dijela - proizvođači daju jamstvo od 30 000 sati rada. To je zbog čimbenika kao što su:

• nestabilnost mrežnog napona;
• promjene temperature;
• razina vlažnosti;
• opterećenje vozača.

Najslabija karika u LED pokretaču su kondenzatori za izglađivanje, koji imaju tendenciju isparavanja elektrolita, posebno u visoka vlažnost zraka i nestabilan napon napajanja. Kao rezultat toga, povećava se razina valovitosti na izlazu drajvera, što negativno utječe na rad LED dioda.

Također, na životni vijek utječe i nepotpuno opterećenje pokretača. To jest, ako je dizajniran za 150 W, ali radi s opterećenjem od 70 W, polovica njegove snage vraća se u mrežu, uzrokujući njezino preopterećenje. To uzrokuje česte nestanke struje. Preporučujemo čitanje o.

Vozački krugovi (čipovi) za LED diode

Mnogi proizvođači proizvode specijalizirane upravljačke čipove. Pogledajmo neke od njih.

ON Semiconductor UC3845 je pokretač impulsa s izlaznom strujom do 1A. Pogonski krug za 10w LED na ovom čipu prikazan je dolje.

Supertex HV9910 je vrlo čest impulsni upravljački čip. Izlazna struja ne prelazi 10 mA i nema galvansku izolaciju.

Dolje je prikazan jednostavan trenutni upravljački program na ovom čipu.

Texas Instruments UCC28810. Mrežni impulsni upravljački program ima mogućnost organiziranja galvanske izolacije. Izlazna struja do 750 mA.

Još jedan mikro krug ove tvrtke je pokretač snage snažne LED diode LM3404HV - opisano u ovom videu:

Uređaj radi na principu rezonantnog pretvarača tipa Buck Converter, odnosno funkcija održavanja potrebne struje ovdje je djelomično dodijeljena rezonantnom krugu u obliku zavojnice L1 i Schottky diode D1 (tipični krug je prikazan dolje) . Također je moguće podesiti frekvenciju uključivanja odabirom otpornika R ON.

Maxim MAX16800 je linearni mikro krug koji radi na niskim naponima, tako da na njemu možete izgraditi drajver od 12 volti. Izlazna struja je do 350 mA, tako da se može koristiti kao pokretač snage za snažnu LED diodu, svjetiljku itd. Postoji mogućnost zatamnjenja. Tipična shema i struktura prikazani su u nastavku.

Zaključak

LED diode su puno zahtjevnije za napajanje od drugih izvora svjetlosti. Na primjer, struja koja prelazi 20% za fluorescentna lampa neće dovesti do ozbiljnog pogoršanja performansi, ali za LED diode vijek trajanja će se smanjiti nekoliko puta. Stoga biste trebali posebno pažljivo odabrati upravljački program za LED diode.

Danas, vjerojatno, niti jedan stan ili privatna kuća ne može bez LED osvijetljenje. I ulična rasvjeta postupno prelazi na ekonomične i izdržljive LED elemente. Ali gledajući današnju temu razgovora, postavlja se pitanje - što vozač ima s tim (tako se "vozač" prevodi s engleskog)? Ovo je prvo pitanje koje pada na pamet osobi koja ne poznaje LED rasvjetu. Zapravo, bez takvog uređaja, svjetlosne diode ne rade s naponom od 220 V. Danas ćemo shvatiti koju funkciju obavlja upravljački program za LED diode, kako spojiti ovaj uređaj i je li to moguće napraviti sami.

Pročitajte u članku:

Zašto su nam potrebni upravljački programi za LED diode i što su oni?

Odgovor na pitanje što je LED driver prilično je jednostavan. Ovo je uređaj koji stabilizira napon i daje mu karakteristike potrebne za rad LED elemenata. Da bi bilo jasnije, povucimo analogiju s balastom fluorescentne svjetiljke, koja također ne može raditi bez dodatna oprema. Jedina razlika je u tome što je pokretač kompaktnih dimenzija i uklapa se u tijelo svjetlosnog uređaja. U biti, to se može nazvati stabilizirajućim uređaj za pokretanje ili pretvarač frekvencije.

Gdje se koriste stabilizatori za LED elemente?

LED upravljački programi za LED diode koriste se u raznim područjima:

• svjetiljke za uličnu rasvjetu;
• svjetiljke za kućanstvo;
• LED trake i razne rasvjete;
• uredske svjetiljke u obliku fluorescentnih svjetiljki.

Čak i dnevna svjetla automobila zahtijevaju ugradnju takvog uređaja, ali ovdje je sve mnogo jednostavnije, možete proći s jednim otpornikom. I premda vozač za LED traka(na primjer) karakteristike se razlikuju od stabilizatora napona žarulje; imaju istu funkciju.

Princip rada pokretačkog kruga LED svjetiljke od 220 V

Princip rada uređaja je održavanje zadane struje na izlaznom naponu (bez obzira na njegovu vrijednost). To je razlika od stabilizirajućeg napajanja, koje je odgovorno za napon.

Gledajući krug, vidimo da je struja, koja prolazi kroz otpor, stabilizirana, a kondenzator joj daje željenu frekvenciju. Tada dolazi u obzir ispravljački diodni most. Dobivamo stabiliziranu prednju struju na LED diodama, koja je opet ograničena otpornicima.

Značajke upravljačkog programa koje vrijedi razmotriti

Karakteristike pretvarača potrebnih u pojedinom slučaju određuju se na temelju parametara LED potrošača. Glavni se mogu nazvati:

1. Nazivna snaga vozača– ovaj parametar mora premašiti ukupnu snagu koju troše svjetlosne diode koje će biti u njegovom krugu.
2. Izlazni napon– ovisi o veličini pada napona na svakoj od svjetlosnih dioda.
3. Nazivna struja, što ovisi o svjetlini sjaja i potrošnji energije elementa.

Važno je znati! Pad napona na LED diodi ovisi o njezinoj boji. Na primjer, ako možete spojiti 16 crvenih LED dioda na napajanje od 12 V, tada će najveći broj zelenih biti 9.

Podjela LED drajvera prema vrsti uređaja

Pretvarači se mogu podijeliti u dvije vrste - linearni i impulsni. Obje vrste su primjenjive na svjetlosne diode, ali razlike između njih su uočljive iu cijeni iu tehničkim karakteristikama.

Linearni pretvarači karakterizirani su jednostavnim dizajnom i niskom cijenom. Ali takvi vozači imaju značajan nedostatak - mogućnost povezivanja samo svjetlosnih elemenata male snage. Dio energije troši se na proizvodnju topline, što pomaže u smanjenju koeficijenta korisna radnja(učinkovitost).

Impulsni pretvarači temelje se na principu modulacije širine impulsa (PWM) i tijekom njihovog rada, vrijednosti izlaznih struja određene su takvim parametrom kao što je radni ciklus. To znači da nema promjene u frekvenciji impulsa, ali radni ciklus može varirati u vrijednostima od 10 do 80%. Takvi upravljački programi omogućuju vam produljenje vijeka trajanja svjetlosnih dioda, ali imaju jedan nedostatak. Tijekom njihovog rada moguće je izazvati elektromagnetske smetnje. Pokušajmo shvatiti što to prijeti osobi jednostavan primjer.

Osoba koja živi u stanu ili kući ima srčani stimulator. U isto vrijeme, u maloj prostoriji nalazi se luster s mnogo uređaja koji rade na pulsirajućim pokretačima leda. Pejsmejker može početi kvariti. Naravno, to je pretjerano i za stvaranje tako jakih smetnji potrebno je puno lampi koje se nalaze na udaljenosti manjoj od jednog metra od pacemakera, ali rizik ipak postoji.

Kako odabrati upravljački program za LED: neke nijanse

Prije kupnje pretvarača izračunajte snagu koju troše LED diode. Nazivna snaga uređaja mora premašiti ovu brojku za 25÷30%. Također, stabilizator mora odgovarati izlaznom naponu.

Ako ga planirate postaviti skriveno, bolje je odabrati pretvarač bez kućišta - trošak će biti niži s istim tehničkim karakteristikama.

Važno! Drajveri proizvedeni u Kini obično ne zadovoljavaju navedene specifikacije. Ne biste trebali štedjeti pri kupnji pretvarača "made in". Bolje je dati prednost ruskom proizvođaču.

Kako spojiti LED elemente na pretvarač: metode i dijagrami

LED diode su spojene na drajver na dva načina - serijski ili paralelno. Za primjer uzmimo 6 LED emitera s padom napona od 2 V. Kada serijska veza trebat će vam pokretač od 12 V i 300 mA. U ovom slučaju, sjaj će biti ravnomjeran na svim elementima.

Paralelnim spajanjem emitera u grupi od 3, moći ćemo koristiti pretvarač od 6 V, ali na 600 mA. Problem je što će zbog neravnomjernog pada napona jedna linija svijetliti jače od druge.

Izračunavamo karakteristike pretvarača za LED diode

Za točan izračun prvo odredimo potrošnju energije LED dioda. Nakon toga se odlučuje o dijagramu spajanja - hoće li biti paralelno ili serijski. O tome će ovisiti izlazni napon i nazivna snaga potrebnog pretvarača. To je sav posao koji treba obaviti. Sada, u prodavaonici električne opreme ili na internetskom resursu, odabiremo upravljački program prema izračunatim pokazateljima.

Dobro je znati! Prilikom kupnje pretvarača zatražite od prodavatelja potvrdu o sukladnosti za proizvod. Ako nedostaje, bolje je suzdržati se od kupnje.

Što je prigušivi LED upravljački program?

Dimmable je upravljački program za LED svjetiljku koji podržava promjenu parametara ulazne struje i može mijenjati parametre izlazne struje ovisno o tome. To se postiže promjenom intenziteta sjaja LED emitera. Primjer bi bio upravljač za LED traku s daljinskim upravljanjem. Po želji, moguće je "prigušiti" rasvjetu u prostoriji i odmoriti oči. Ovo je također prikladno ako dijete spava u sobi.

Zatamnjenje se vrši daljinskim upravljačem ili standardnim mehaničkim bezstupanjskim prekidačem.

Kineski pretvarači - što je posebno o njima

Kineski prijatelji poznati su po svojoj sposobnosti da krivotvore opremu tako da je postaje nemoguće koristiti. Isto se može reći i za vozače. Kada kupujete kineski uređaj, budite spremni za napuhane deklarirane karakteristike, niska kvaliteta i brzi kvar pretvarača. Ako namjeravate izraditi svoju prvu LED svjetiljku, vježbati i stjecati vještine u radioelektronici, takvi su proizvodi nezamjenjivi zbog niske cijene i jednostavnosti izvedbe.

Što utječe na vijek trajanja pretvarača

Uzroci kvara pretvarača su:

1. Iznenadni skokovi struje u mreži.
2. Povećana vlažnost ako uređaj ne zadovoljava stupanj zaštite.
3. Promjene temperature.
4. Nedovoljna ventilacija.
5. Povećana prašnjavost.
6. Neispravan izračun snage potrošača.

Bilo koji od ovih razloga može se spriječiti ili ispraviti. To znači da je unutar moći kućnog majstora produžiti radni vijek stabilizirajućeg uređaja.

PT4115 LED pokretački krug s prigušivačem

Govorit ćemo o kineskom proizvođaču, što je iznimka od pravila. Mikrokrug na temelju kojeg možete sastaviti jednostavan pretvarač koji je napravio on. Mikroprocesor PT4115 ima dobre karakteristike i postaje sve popularniji u Rusiji.

Povezani članak:

Ako LED rasvjeta i konvencionalni regulatori nisu prikladni, onda se ugrađuju oni koji su konstrukcijski i tehnički malo drugačiji. Danas ćemo shvatiti što su, kako odabrati, pa čak i sami napraviti takav uređaj.

Slika prikazuje najjednostavniji PT4115 upravljački krug za LED diode, koji može sastaviti početnik kućni majstor bez iskustva u radu s radio elektronikom. Zanimljiva značajka mikro kruga je dodatni izlaz (DIM) koji omogućuje spajanje dimmera.

Kako napraviti upravljački program za LED diode vlastitim rukama

Svaki obrtnik početnik može sastaviti upravljački krug LED svjetiljke. Ali to će zahtijevati točnost i strpljenje. Uređaj za stabilizaciju možda neće raditi prvi put. Da bi čitatelju bilo jasnije kako se posao obavlja, nudimo nekoliko jednostavnih dijagrama.

Kao što vidite, nema ništa komplicirano u upravljačkim krugovima za LED diode iz mreže od 220 V. Pokušajmo pogledati sve faze rada korak po korak.

Korak po korak upute za izradu DIY LED upravljačkog programa

Primjer fotografije	Radnja koju treba izvesti
	Za rad nam je potrebno redovno napajanje telefona. Uz njegovu pomoć, sve se radi brzo i jednostavno.
	Nakon rastavljanja punjača u rukama već imamo skoro kompletan drajver za tri LED diode od po jedan vat, ali treba ga malo doraditi.
	Lemimo granični otpornik od 5 kOhm, koji se nalazi u blizini izlaznog kanala. To je onaj koji ne daje punjač Primijenite preveliki napon na mobitel.
	Umjesto graničnog otpornika, lemimo otpornik za podešavanje, postavljajući ga na istih 5 kOhm. Naknadno ćemo dodati napon do potrebne razine.
	Na izlazni kanal su zalemljene 3 LED diode od po 1 W, spojene u seriju, što ukupno daje 3 W.
	Pronalazimo ulazne kontakte i odlemimo ih isprintana matična ploča. Ne trebaju nam više...
	...a na njihovo mjesto zalemimo strujni kabel preko kojeg će se dovoditi 220V struja.
	Po želji možete staviti otpornik od 1 Ohma u razmak i postaviti sve indikatore ampermetrom. U tom će slučaju raspon prigušenja LED dioda biti širi.
	Nakon kompletne montaže provjeravamo funkcionalnost. Izlazni napon je 5 V, LED diode još ne svijetle.
	Okretanjem gumba na otporniku vidimo kako LED elementi počinju "plamteti".

Budi oprezan. Iz takvog pretvarača možete dobiti udar ne samo od 220 V (iz kabela za napajanje), već i udar od oko 450 V, što je prilično neugodno (testirano na sebi).

Jako važno! Prije nego što provjerite funkcionalnost LED upravljačkog programa i spojite ga na izvor napajanja, trebali biste još jednom vizualno provjeriti ispravnost sklopljeni sklop. Poraz elektro šok Opasno je po život, a bljesak od kratkog spoja može oštetiti oči.

Pretvarači struje za svjetlosne diode: gdje kupiti i koja je cijena

Takvi uređaji mogu se kupiti u trgovinama električne opreme ili na internetskim resursima. Druga opcija je pristupačnija. Osim toga, mnogi proizvođači nude Besplatna dostava. Razmotrimo neke modele s ulaznim naponom od 220 Vs tehničke karakteristike i cijene od prosinca 2017.

Gledajući cijene, možemo reći da je izrada strujnog pretvarača prikladnija za one kojima je to samo hobi. Takav uređaj možete kupiti prilično jeftino.

Rezimirati

Prilikom odabira strujnog pretvarača za LED svjetiljke, trebali biste sve pažljivo izračunati. Svaka greška može dovesti do smanjenja vijeka trajanja kupljenog uređaja. Unatoč niskoj cijeni stabilizatora, prilično je neugodno stalno bacati novac. Samo u tom slučaju vozač će odslužiti predviđeno trajanje. I kada samoproizvodnja Pridržavajte se pravila električne sigurnosti i budite oprezni i pažljivi prilikom sastavljanja kruga.

Nadamo se da su današnje informacije bile korisne našem čitatelju. Sva pitanja koja imate možete postaviti u raspravi – mi ćemo na njih svakako odgovoriti. Pišite, pitajte, podijelite svoja iskustva s drugim čitateljima.

I za kraj, kratki video na današnju temu:

Korištenje LED dioda kao izvora rasvjete obično zahtijeva specijalizirani upravljački program. No događa se da potreban vozač nije pri ruci, ali morate organizirati rasvjetu, na primjer, u automobilu ili testirati LED svjetlinu. U ovom slučaju, za LED diode to možete učiniti sami.

Kako napraviti drajver za LED diode

Sklopovi u nastavku koriste najčešće elemente koji se mogu kupiti u bilo kojoj radio trgovini. Za montažu nije potrebna posebna oprema - sve potrebni alati su široko dostupni. Unatoč tome, uz pažljiv pristup, uređaji rade dosta dugo i nisu mnogo inferiorni u odnosu na komercijalne uzorke.

Potrebni materijali i alati

Da biste sastavili domaći vozač, trebat će vam:

• Lemilo snage 25-40 W. Možete koristiti više snage, ali to povećava rizik od pregrijavanja elemenata i njihovog kvara. Najbolje je koristiti lemilicu s keramičkim grijačem i negorim vrhom jer... običan bakreni vrh prilično brzo oksidira i mora se čistiti.
• Topilo za lemljenje (kolofonij, glicerin, FKET itd.). Preporučljivo je koristiti neutralni fluks, za razliku od aktivnih fluksa (ortofosfor i klorovodična kiselina, cinkov klorid, itd.), ne oksidira kontakte tijekom vremena i manje je toksičan. Bez obzira na korišteni tok, nakon sastavljanja uređaja, bolje je oprati ga alkoholom. Za aktivne flukseve ovaj je postupak obavezan, za neutralne - u manjoj mjeri.
• Lem. Najčešći je niskotaljivi kositar-olovni lem POS-61. Bezolovni lemovi manje su štetni ako se tijekom lemljenja udišu pare, ali ih ima više visoka temperatura taljenje s manjom fluidnošću i tendencijom degradacije šava tijekom vremena.
• Mala kliješta za savijanje žica.
• Rezači žice ili bočni rezači za rezanje dugih krajeva kablova i žica.
• Instalacijske žice su izolirane. Najprikladnije su upletene bakrene žice presjeka od 0,35 do 1 mm2.
• Multimetar za praćenje napona u čvornim točkama.
• Električna traka ili termoskupljajuće cijevi.
• Mali prototip ploče od stakloplastike. Bit će dovoljna ploča dimenzija 60x40 mm.

PCB razvojna ploča za brzu instalaciju

Jednostavan pogonski sklop za 1 W LED

Jedan od najjednostavnijih krugova za napajanje moćne LED-ice prikazan je na donjoj slici:

Kao što vidite, osim LED-a, uključuje samo 4 elementa: 2 tranzistora i 2 otpornika.

Snažni n-kanalni tranzistor s efektom polja VT2 ovdje djeluje kao regulator struje koja prolazi kroz LED. Otpornik R2 određuje maksimalnu struju koja prolazi kroz LED i također djeluje kao strujni senzor za tranzistor VT1 u povratnom krugu.

Što više struje prolazi kroz VT2, veći je pad napona na R2, prema tome VT1 se otvara i snižava napon na vratima VT2, čime se smanjuje struja LED-a. Na taj način se postiže stabilizacija izlazne struje.

Krug se napaja iz izvora konstantnog napona od 9 - 12 V, struje od najmanje 500 mA. Ulazni napon trebao bi biti barem 1-2 V veći od pada napona na LED diodi.

Otpornik R2 trebao bi disipirati 1-2 W snage, ovisno o potrebnoj struji i naponu napajanja. Tranzistor VT2 je n-kanalni, dizajniran za struju od najmanje 500 mA: IRF530, IRFZ48, IRFZ44N. VT1 – bilo koji bipolarni npn male snage: 2N3904, 2N5088, 2N2222, BC547 itd. R1 - snaga 0,125 - 0,25 W s otporom od 100 kOhm.

Zbog malog broja elemenata montaža se može izvesti visećom montažom:

Još jedan jednostavan sklop drajveri temeljeni na linearno kontroliranom stabilizatoru napona LM317:

Ovdje ulazni napon može biti do 35 V. Otpor otpornika može se izračunati pomoću formule:

gdje je I jakost struje u amperima.

U ovom krugu, LM317 će rasipati značajnu snagu s obzirom na veliku razliku između napona napajanja i pada LED. Stoga će se morati staviti na malu. Otpornik također mora imati najmanje 2 W.

Ova shema je jasnije objašnjena u sljedećem videu:

Ovdje pokazujemo kako spojiti snažnu LED diodu pomoću baterija s naponom od oko 8 V. Kada je pad napona na LED diodi oko 6 V, razlika je mala, a čip se ne zagrijava mnogo, tako da možete bez hladnjak.

Imajte na umu da ako postoji velika razlika između napona napajanja i pada na LED diodi, potrebno je postaviti mikro krug na hladnjak.

Strujni pogonski krug s PWM ulazom

Ispod je krug za napajanje LED dioda velike snage:

Driver je izgrađen na dvostrukom komparatoru LM393. Sam sklop je buck-converter, odnosno impulsni pretvarač napona naniže.

Značajke upravljačkog programa

• Napon napajanja: 5 - 24 V, konstantan;
• Izlazna struja: do 1 A, podesiva;
• Izlazna snaga: do 18 W;
• Izlazna zaštita od kratkog spoja;
• Mogućnost upravljanja svjetlinom pomoću vanjskog PWM signala (bit će zanimljivo pročitati kako).

Princip rada

Otpornik R1 s diodom D1 čini izvor referentnog napona od oko 0,7 V, koji se dodatno regulira promjenjivim otpornikom VR1. Otpornici R10 i R11 služe kao strujni senzori za komparator. Čim napon na njima prijeđe referentni, komparator će se zatvoriti, čime će se zatvoriti par tranzistora Q1 i Q2, a oni će zatvoriti tranzistor Q3. Međutim, induktor L1 u ovom trenutku teži ponovnom protoku struje, tako da će struja teći sve dok napon na R10 i R11 ne postane manji od referentnog napona, a komparator ponovno otvori tranzistor Q3.

Par Q1 i Q2 djeluje kao međuspremnik između izlaza komparatora i vrata Q3. Ovo štiti krug od lažnih pozitiva zbog smetnji na vratima Q3 i stabilizira njegov rad.

Drugi dio komparatora (IC1 2/2) služi za dodatnu kontrolu svjetline pomoću PWM. Da biste to učinili, upravljački signal se primjenjuje na PWM ulaz: kada se primijene TTL logičke razine (+5 i 0 V), krug će se otvoriti i zatvoriti Q3. Maksimalna frekvencija signala na PWM ulazu je oko 2 KHz. Ovaj ulaz također se može koristiti za uključivanje i isključivanje uređaja pomoću daljinskog upravljača.

D3 je Schottky dioda naznačena za struje do 1 A. Ako ne možete pronaći Schottky diodu, možete koristiti pulsnu diodu, na primjer FR107, ali izlazna snaga tada će se nešto smanjiti.

Maksimalna izlazna struja podešava se odabirom R2 i uključivanjem ili isključivanjem R11. Na taj način možete dobiti sljedeće vrijednosti:

• 350 mA (1 W LED): R2=10K, R11 isključen,
• 700 mA (3 W): R2=10K, R11 spojen, nazivni 1 Ohm,
• 1A (5W): R2=2,7K, spojen R11, nazivni 1 Ohm.

Unutar užih granica, podešavanje se vrši pomoću promjenjivog otpornika i PWM signala.

Sastavljanje i konfiguriranje upravljačkog programa

Komponente upravljačkog programa montirane su na matičnu ploču. Prvo se ugrađuje čip LM393, zatim najmanje komponente: kondenzatori, otpornici, diode. Zatim se postavljaju tranzistori i na kraju promjenjivi otpornik.

Bolje je postaviti elemente na pločicu na način da minimalizirate razmak između spojenih pinova i koristite što je moguće manje žica kao kratkospojnika.

Prilikom spajanja važno je promatrati polaritet dioda i pinout tranzistora, koji se mogu naći u tehnički opis na ovim komponentama. Diode se također mogu koristiti u načinu mjerenja otpora: u smjeru prema naprijed, uređaj će pokazati vrijednost reda veličine 500-600 Ohma.

Za napajanje kruga možete koristiti vanjski izvor DC napon 5-24 V ili baterije. 6F22 ("kruna") i druge baterije imaju premali kapacitet, pa je njihova uporaba nepraktična pri korištenju LED dioda velike snage.

Nakon montaže morate podesiti izlaznu struju. Da biste to učinili, LED diode su zalemljene na izlaz, a motor VR1 postavljen je na najniži položaj prema dijagramu (provjerava se multimetrom u načinu rada "testiranje"). Zatim na ulazu dovedemo napon napajanja, te okretanjem gumba VR1 postižemo potrebnu svjetlinu.

Popis elemenata:

Zaključak

Prva dva od razmatranih krugova vrlo su jednostavna za proizvodnju, ali ne pružaju zaštitu od kratkog spoja i imaju prilično nisku učinkovitost. Za dugotrajnu uporabu preporuča se treći krug na LM393, jer nema tih nedostataka i ima veće mogućnosti podešavanja izlazne snage.