Линейный драйвер для светодиодов

Содержание

Применение линейных драйверов светодиодов NUD4001 /4011

Линейный драйвер для светодиодов

Специализированные линейные драйверы NUD4001 и NUD4011 от ON Semiconductor в основном разработаны для автомобильных применений и представляют собой стабилизатор тока светодиодов. Их преимуществом является простота использования — выходной ток задается единственным внешним резистором.

Светодиоды — низковольтные полупроводниковые приборы. Для их питания, обеспечивающего длительный срок службы, необходимо стабилизировать именно протекающий через них ток, а не напряжение. Дело в том, что незначительные изменения прямого напряжения на светодиоде вызывают резкие скачки тока через светодиод. Кроме того, падения напряжения на светодиодах разных цветов довольно сильно отличаются.

Например, прямое падение напряжения на светодиоде красного цвета примерно в 1,5 раза меньше, чем на синем, белом или зеленом светодиодах. Этот фактор необходимо учитывать при последовательном включении светодиодов, так как при одинаковом количестве последовательно включенных светодиодов разных цветов суммарное падение напряжения может отличаться на 50%.

Для питания светодиодов стабилизированным током выпускаются импульсные и линейные драйверы светодиодов, которые имеют свои преимущества и недостатки.

В некоторых случаях целесообразно использовать линейные светодиодные драйверы из-за простоты включения и расчета, а также низкой цены и малого количества внешних компонентов. Линейные драйверы компании ON Semiconductor NUD4001 и NUD4011 предназначены для замены решений, выполненных на дискретных компонентах. Микросхема NUD4001 предназначена для низковольтных напряжений питания до 30 В при выходном токе до 500 мА.

Драйвер NUD4011 применяется для проектирования высоковольтных драйверов с питанием до 200 В при выходном токе до 70 мА. Драйверы NUD4001 и NUD4011 выпускаются в корпусе SO8 для автомобильного диапазона рабочих температур -40…125°С.

Простейшая схема для питания светодиодов от мостового выпрямителя без интегрального драйвера приведена на рис. 1.
Недостатки этой схемы очевидны. Резистор R1 только ограничивает ток. О его стабилизации не может быть и речи. Колебания напряжения сети будут вызывать изменение напряжения на конденсаторе С1, что приведет к изменениям тока через светодиодную цепь и интенсивности свечения светодиодов.

Кроме того, расчеты показывают, что резистор R1 должен иметь большую мощность (для рассматриваемой схемы 3 Вт). Добавление линейного стабилизатора напряжения позволяет повысить стабильность выходного напряжения (но не стабилизацию тока) через светодиоды. Однако и эта схема не сможет компенсировать изменение падения напряжения на све-тодиодах в широком диапазоне рабочих температур.

Кроме того, получается неоправданное усложнение схемы.

Более простое и эффективное решение драйвера светодиодов — применение специализированных микросхем NUD4001 и NUD4011 компании OX Semiconductor, обеспечивающих стабилизированный ток на выходе. Типовая схема включения светодиодного драйвера NUD4001 приведена на рис. 2. По сути дела, NUD4001 и NUD4011 — это управляемые генераторы (стабилизаторы) тока, выходной ток которых задается внешним резистором.

Стабилизация тока обеспечивается во всем диапазоне рабочих температур (40…125°С) и во всем диапазоне допустимых входных напряжений. Основное назначение драйвера NUD4001 — генератор тока для автомобильных светодиодных ламп (габаритные огни, указатели поворотов, стоп-сигналы, освещение салона). Входные цепи питания микросхемы   NUD4001 выдерживают броски напряжения до 60 В.

Микросхема светодиодного драйвера NUD4001 может также использоваться в качестве источника тока в недорогих зарядных устройствах для мобильных приложений.

Расчет параметров схемы на рис. 2 отличается простотой и состоит из следующих шагов:

  1. Выбор тока через светодиод Iсветод. = Iвых, исходя из документации производителя светодиодов. Для примера выберем ток 350 мА.
  2. Расчет резистора Rвнеш. (в качестве примера выбрана температура перехода Tj= 25°С):
Rвнеш = Vsense/Iсветод. = 0,7 (Tj =25°С)/0,350 А = 2,0 Ом. Значение Vsense определяется из графика на рис. 3.

Эта зависимость и все остальные, приведенные в статье, взяты из документации производителя.
  3.   Выбор напряжения питания (оно же равно Vвх). В качестве примера выбрано напряжение 12 В.
  4. Определение падения напряжения на трех светодиодах на основе параметров, взятых из документации производителя.

Для примера будем считать, что падение напряжения на одном светодиоде составляет 3.5 В при токе 350 мА. Тогда падение на трех светодиодах будет 3,5 В х З = 10,5 В.
  5. Расчет падения напряжения Vdrop на выходном ключе драйвера NUD4001:      Vdrop = Vвх — Vsense — Vсветод. xN = 12 В — 0,7 В (при Tj = 25'C) — 10,5 В = 0,8 В, где x — количество последовательно включенных светодиодов.

  6. Расчет рассеиваемой мощности на микросхеме драйвера NUD4001:

      Pdriver = Vdrop x Iвых = 0,8 В х 0,350 А = 0,280 Вт

  7. Расчет мощности управления Руправл., потребляемой самой микросхемой при отсутствии нагрузки. Этот параметр определяется с помощью графика на рис. 4. Для напряжения питания 12 В собственная мощность потребления составляет 0,055 Вт.

  8. Расчет полной мощности Рполн., рассеиваемой на микросхеме NUD4001:      Рполн. = Руправл. + Pdriver = 0,055 Вт+ 0,280Вт = 0,335 Вт.

  9. Сравнение рассчитанной полной мощности с максимально допустимой, приведенной на рис. 5. Полученная в результате расчета мощность 0,335 Вт (при 25°С) не превышает максимально допустимую.

Если при определенной температуре окружающей среды рассчитанная рассеиваемая мощность превышает допустимую, то необходимо уменьшать выходной ток драйвера или включать микросхемы параллельно. В некоторых случаях изменение количества последовательно включенных светодиодов позволяет достичь меньшего падения напряжения Vdrop на микросхеме NUD4001.

Изменение напряжения питания также позволяет снизить падение напряжения на выходном ключе светодиодного драйвера NUD4001 уменьшив при этом рассеиваемую мощность на микросхеме.

Интересной особенностью драйвера NUD4001 является наличие вывода Boost, который дает возможность подключения   внешнего   силового   транзистора для дополнительного увеличения суммарного выходного тока нагрузки. Схема с внешним транзистором приведена на рис. 6.

Подробный расчет параметров этой схемы приведен в статье по применению AND8198/D «Using the NUD4001 to Drive High Current LEDs», которую легко найти на сайте производителя www.onsemi.com.

Другой способ увеличения выходного тока — параллельное включение драйверов NUD1001. Этот способ позволяет снизить рассеиваемую мощность на каждой микросхеме, что особенно актуально в автомобильных приложениях, где схема драйвера работает при повышенных температурах. Схема параллельного включения для питания светодиода током 550 мА при напряжении питания 13.5 В (аккумулятор автомобиля) приведена на рис. 7.

Эффективную регулировку яркости светодиодов можно осуществить с помощью ШИМ-регулирования, коммутируя подключения вывода GND-микросхемы драйвера к общему проводу. Рекомендуемая схема с импульсным регулированием интенсивности свечения светодиодов приведена на рис. 8.

Для быстрого ознакомления с работой драйвера NUD4001 компания ОN Semiconductor выпускает демонстрационную плату NUD4001DEVB. Плата позволяет провести эксперименты с регулировкой интенсивности свечения светодиодов при токе до 350 мА и измерить параметры схемы при разных режимах работы.

Подробное описание и формулы для расчета схемы драйвера приведены в статье по применению AND8234/D «NUD4001 Dimming Ability Demonstration Board».

Более подробную информацию по рассмотренным в этой статье микросхемам драйверов светодиодов и демонстрационных плат можно найти на сайте производителя по адресу onsemi.com

Евгений Звонарев (КОМПЭЛ)  Новости Электроники, №5 2011г

Даташит NUD4001

Диапазон измеряемых давлений от 0 до 1700 кПа, огромное число моделей и конструктивных вариантов, применение в медицине, биохимии, нефтехимии, пищевой промышленности, системах кондиционирования и очистки воздуха, лабораторном оборудовании, в системах контроля промышленных технологических процессов — все это пластиковые датчики давления от Honeywell для монтажа на печатную плату.

Page 3

Источник: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=1073

Драйверы для светодиодов: виды, принцип работы, модели, цены

Линейный драйвер для светодиодов

LED-освещение экономно расходует электроэнергию, является компактным, ярким и весьма эффективным. Однако стоимость светодиодных лент и точечных светильников довольно высока и для того, чтобы получить значительный экономический эффект необходим как можно более длительный период эксплуатации. Для обеспечения долговечности этих устройств необходима организация правильного энергоснабжения, за которую отвечают драйверы для светодиодов.

Компактные LED драйверы, располагаются внутри осветительных приборов

Что такое драйвер для светодиода – зачем они нужны?

Основная функция, которую призван выполнять драйвер для светодиодного светильника – это преобразование переменного тока (220 В) стандартной бытовой сети в постоянный ток с заданными параметрами напряжения. Значение этих параметров должно в точности соответствовать требованиям, указанным в паспорте осветительного устройства. Это обеспечит равномерное и устойчивое свечение светодиодов и предотвратит преждевременную деградацию кристаллов полупроводника.

Историческая справка: Впервые эффект электролюминесцентного свечения полупроводников был открыт еще в 1907 году британским физиком Генри Раундом. Затем повторное, независимое открытие в 1927 году сделал советский физик Лосев О. В.

, осознавший практическую ценность этого открытия и получивший патент на «световое реле». Однако практического применения светодиодов в качестве источника освещения впервые добился Ник Холоньяк в 1962 году.

Читайте также  Неисправности драйвера светодиодов

Массово светодиодные фонари в красных и красно-оранжевых тонах начали выпускаться только в 1976 г. компанией General Electric.

В зависимости от напряжения преобразования различают следующие типы драйверов:

  • для бытовых нужд, освещения офисных и производственных помещений используются LED-светильники со схемами драйверов для светодиодов от сети 220 В;
  • в портативных переносных фонарях, автомобильных, мотоциклетных и велосипедных фарах используют ток постоянного напряжения от источников питания 9÷36 В;
  • некоторые модели слабо мощность светодиодов допускается подключать в сеть 220 В без драйвера, но в этом случае в схеме подключения должен присутствовать резистор.

Форма LED-лампы внешне практически Ничем не отличается от знакомой нам классической лампы накаливания

Область применения драйверов для светодиодов

Драйверы для светодиодной ленты и LED-светильников используются повсеместно:

  • уличные фонари;
  • жилые и производственные помещения, офисы;
  • светодиодные ленты дополнительной технической подсветки и праздничной иллюминации;
  • компактные переносные устройства большой световой мощности;
  • транспорт.

LED-светильники целесообразно использовать всюду, где требуется длительный период подсветки искусственным освещением.

Освещение улицы при помощи LED-прожекторов гораздо эффективнее

Принцип работы драйвера для светодиода

Принцип работы драйвера, и его основное отличие от стабилизирующего источника питания, заключается в поддержании параметров тока заданного диапазона, независимо от величины выходного напряжения.

Принципиальная схема LED-драйвера для светодиодов

Как видно из схемы, ток стабилизируют сопротивления R1-R4. Заданную частоту получает, проходя через конденсаторы С1-С2. Диодный мост применяется для выпрямления тока. Следует отметить, что стабилизация частоты и напряжения осуществляется как перед выпрямлением, так и после преобразования переменного тока в постоянный. Таким образом, достигается максимальная точность заданных параметров.

Основные характеристики драйверов

К основным характеристикам, на которые необходимо обратить внимание перед приобретением лед-драйвера для светодиодных светильников, относятся:

  • Выходное напряжение. Величина этого параметра зависит от количества светодиодов в лампе, способа подачи питания, а также от величины падения напряжения на светодиодах.
  • Номинальный ток. Его величина должна быть достаточной для того, чтобы LED источник обеспечивал оптимальную яркость. Представляет собой совокупную величину мощности потребляемой всеми светодиодами.
  • Мощность. На величину этого параметра влияет не только совокупная мощность всех светодиодов LED-устройства, но и цвет свечения. Настоятельно рекомендуется приобретать устройства, которые могут обеспечить необходимый запас мощности не менее 25÷30%.

Светодиоды разного цвета имеют различные характеристики величины падения напряжения

Кроме того, в обязательном порядке необходимо учитывать цвет светодиода. В зависимости от цветовых характеристик полупроводниковых кристаллов, даже при прохождении электричества с одинаковой силой тока, показатель величины падения напряжения может существенно изменяться:

Цвет светодиода Величина падения напряжения, В Сила тока, mA Потребляемая  мощность, Bт
Фото Красный 1,6÷2,04 350 0,75
Фото Оранжевый 2,04÷2,10 0,9
Фото Желтый 2,10÷2,18 1,1
Фото Зеленый 3,3-4 1,25
Фото Синий 2,5÷3,7 1,2

Как подобрать драйвер для светодиодов

При приобретении драйвера для светодиодной ленты и лампы необходимо обратить внимание, прежде всего, на выходное напряжение. У подавляющего большинства устройств оно указывается в виде диапазона. На рынке реализуется множество устройств  с рабочим интервалом выходного напряжения то 2 В до полусотни и более.

Самодельные светодиодные гирлянды светильники для декорирования помещений

К примеру, если необходимо получить источник света из трех последовательно соединенных светодиодов белого света с мощностью 1 Вт каждый, то необходимо взять драйвер с эксплуатационными характеристиками U – 9÷12 В, I – 350 мA. Падение напряжения для кристаллов белого цвета составляет около 3,3 В. Следовательно при последовательном соединении эти значения суммируются и составляют 9,9 В, что полностью удовлетворяет показателям рабочего диапазона драйвера для светодиода.

Практический совет! Для светодиодных лампы мощностью более 10 Вт целесообразно использовать импульсные драйвера, желательно собранные на микросхеме UCC28810.

Срок службы драйверов

Одним из важнейших показателей качества LED-драйверов является ли ресурс работы. У качественных устройств он составляет не менее 70000 часов, при этом фирмы изготовители предоставляют гарантию не менее чем на пятилетний срок. У драйверов среднего качества ресурс составляет не более 50 000 часов.

При их приобретении необходимо обязательно осуществить проверку соответствие номинальных выходных параметров заявленным. Гарантия должна быть не менее года.  Устройство сомнительных китайских производителей имеют ресурс работы не более 20 000 часов.

Как правило, они не имеют гарантии и сертификатов подтверждающих, что устройство адаптировано для эксплуатации в суровом российском климате (это особенно важно для источников света используемых на улице).

Схема для самодельной гирлянды из LED-светодиодов

Особенности китайских драйверов

Современный рынок предоставляет широкий выбор драйверов для LED-светильников от различных производителей. Большинство из них китайского производства. Они отличаются доступной стоимостью при заявленных довольно высоких эксплуатационных характеристиках. Однако в большинстве случаев их реальные показатели не совпадают с указанными в спецификации.

К примеру, при заявленных характеристиках в 50 Вт устройство будет работать на указанной мощности лишь краткосрочный период. После чего показатель может упасть до 40 Вт или даже 30 Вт. Кроме того в схеме могут отсутствовать конденсаторы и сопротивления расположенные после диодного моста.

Это не только снизит качество освещения (посещение будет тусклым, возможно мерцание), но и значительно сократит срок работы светодиодов.

Как проверить драйвер для светодиодов на работоспособность и соответствие заявленным параметрам мощности можно узнать из видео:

Проверка матрицы LED-прожектора:

Виды драйверов по типу устройства

Различают два типа драйверов для светодиодов:

  • Линейные. Типовая линейная схема драйвера светодиодной лампы основана на транзисторе с P-каналом. Такое устройство лучше использовать, если входное напряжение неустойчивое. Оно обеспечивает более плавную стабилизацию тока, надежно в эксплуатации и имеет доступную цену. Несмотря на такие не преимущества данный драйвер не получил широкого применения. Он отличается низкой эффективностью, в процессе работы выделяет много тепла и его невозможно использовать для подключения мощных светодиодных ламп.

Линейная схема и некоторые преобразователя на ее основе

  • Импульсные. Принцип действия основан на широтно-импульсной модуляции. КПД преобразования тока таких устройств достигает 95%. Они имеют небольшой размер, выделяют мало тепла , защищают светодиоды от негативного воздействия внешних факторов. Их использование положительно сказывается на продолжительности функционирования LED-освещения.

Импульсный корпусный преобразователь для использования вне помещений

Важно! Импульсные драйверы имеют достаточно высокий уровень электромагнитных помех. В теории люди использующие кардиостимуляторы могут ощущать дискомфорт от нахождения в помещении, освещённом такими приборами. Однако, как показала практика, чтобы на кардиостимулятор повлияло магнитное поле драйвера необходимо нахождение человека на расстоянии менее метра от высокого мощного LED-прожектора.

Диммируемые драйверы для светодиодов

В состав современных драйверов для светодиодов в большинстве случаев входят приспособления, регулирующие яркость осветительных приборов. Применение диммируемых устройств позволяет настроить комфортный уровень освещение в комнате. Кроме того, это позволяет экономить рабочий ресурс LED-осветителей.

Яркость также может регулироваться внешними диммерами

Устройство диммирования может находиться  между источником питания и LED-осветителем. Такие приспособления управляют непосредственно энергией поступающей к светодиодам. Как правило, это импульсные устройства, основанные на ШИМ-регулирование. Они регулируют величины протекающего тока.  В некоторых случаях, при использовании бюджетных LED-источников могут наблюдаться негативные эффекты типа мерцания.

Второй тип диммер преобразователей осуществляет управление источника питания. В принципе их воздействием лежит как ШИМ-регулирование, так и контроль протекающего через прибор тока. При этом может наблюдаться не только изменение яркости, но и цветности светодиодов. К примеру, белые светодиоды при такой регулировке могут излучать желтоватый свет при снижении интенсивности и ярко-синий преувеличение.

Схема драйвера для светодиодов своими руками на базе PT4115 с регулятором яркости

PT4115 Понижающий преобразователь основа для LED-driver

Использование PT4115 в схеме драйвера допускает применение нескольких типов источников питания: с напряжением 12÷240 В и 12÷18 В во втором случае в общую схему драйвера светодиодов с PT4115 необходимо ввести диодный мост с конденсатором, установленным на выходе.

Схема с источником питания на 12÷18 В с диммированиемСхема применимая для светодиодов повышенной мощности

Изготовление драйвера для светодиодов своими руками

Иллюстрация Описание работ
Для облегчения работы можно взять старый блок питания от мобильника.
Устройство фактически является стабилизатором напряжения и имеет в своем составе почти все необходимые радиодетали для подключения нескольких одноваттных светодиодов.
Из схемы необходимо выпаять ограничительный резистор, который предохраняет телефон от подачи чрезмерного напряжения. В данном случае это резистор на 5 кОм расположенный у выходного канала.
На место статичного резистора нужно впаять подстроечный. Вначале его целесообразно выставить на те же 5 кОм. В процессе настройки напряжение можно будет поднять до нужного уровня.
К выходному каналу подключается 3 светодиода в последовательном соединении. При условии, что они имеют мощность по 1 Вт общая потребляемая на выходе мощность составить 3 Вт.
При необходимости удаляем с платы входные контакты.
На их место устанавливаются провода от шнура питания на 220В.
Желательно в разрыв впаять резистор на 1 Ом. Его функция – увеличение диапазона затухания светодиодов.
После сборки проверяется работоспособность всей системы. (светодиоды пока не светятся)
Поворачивая подстроечный резистор, добиваемся свечения светодиодов.

Внимание! Проверяя модифицированное устройство необходимо быть крайне внимательным, можно получить удар током в 450 В

Более подробно о том, как сделать драйвер для светодиодной лампы на 220 В по схеме своими руками можно узнать на видео:

По какой цене можно купить драйверы для светодиодов

Драйверы для светодиодов реализуются в магазинах радиодеталей. Кроме того, довольно большой ассортимент предлагают различные сайты: как специализированные, реализующие электротехнику, так и общие торговые площадки. Стоимость в зависимости от эксплуатационных характеристик может колебаться в значительных пределах от 100 дот 3500 руб.

Модель Класс защиты Выходное напряжение, В Мощность, Вт Средняя цена, руб.
PC3-W1A300 IP44 3÷11 1÷3 115
NB8-12/450 без корпусный 8÷12 6 108
SLD5-12/600 IP 30 5÷12 9 155
PLD10-30/700 IP67 10÷30 35 890

Как видно из таблицы, стоимость драйверов вполне доступна и особой необходимости в их самостоятельном изготовлении нет.

Читайте также  Замена лампочек на светодиоды в автомобиле

Мы будем рады, если вы поделитесь с нами своим мнением об использовании и обустройстве светодиодного освещения.

Загрузка…

Источник: https://HouseChief.ru/drajjvery-dlya-svetodiodov.html

LED драйвер. Зачем он нужен и как его подобрать?

Линейный драйвер для светодиодов

В последнее время потребители всё чаще интересуются светодиодным освещением. Популярность LED ламп вполне обоснована – новая технология освещения не выделяет ультрафиолетового изучения, экономична, а срок службы таких ламп – более 10 лет. Кроме того, при помощи LED элементов в домашних и офисных интерьерах, на улице легко создать оригинальные световые фактуры.

Если вы решились приобрести для дома или офиса такие приборы, то вам стоит знать, что они очень требовательны к параметрам электросетей. Для оптимальной работы освещения вам понадобится LED — драйвер. Так как строительный рынок переполнен устройствами как различного качества так и ценовой политики, перед тем, как приобрести светодиодные устройства и блок питания к ним, не лишним будет ознакомиться с основными советами, которые дают специалисты в этом деле.

Для начала рассмотрим, для чего нужен такой аппарат как драйвер.

Каково предназначение драйверов?

Драйвер (блок питания)  — это устройство, которое выполняет функции стабилизации тока, протекающего через цепь светодиодов, и отвечает за то, чтобы купленный вами прибор отработал гарантированное производителем количество часов. При подборе блока питания необходимо для начала досконально изучить его выходные характеристики, среди которых ток, напряжение, мощность, коэффициент полезного действия (КПД), а также степень его защиты т воздействия внешних факторов.

К примеру, от проходных характеристик тока зависит яркость светодиод. Цифровое обозначение напряжения отражает диапазон, в котором функционирует драйвер при возможных скачках напряжения. Ну и конечно чем выше КПД, тем более эффективно будет работать устройство, а срок его эксплуатации будет больше.

Где применяются LED драйвера?

Электронное устройство – драйвер —  обычно питается от электрической сети в 220В, но рассчитан на работу и с очень низким напряжением в10, 12 и 24В. Диапазон рабочего выходного напряжения, в большинстве случаев, составляет от 3В до нескольких десятков вольт.

К примеру, вам нужно подключить семь светодиодов напряжением 3В. В этом случае потребуется драйвер с выходным напряжением от 9 до 24В, который рассчитан на 780 мА.

Обратите внимание, что, несмотря на универсальность, такой драйвер будет обладать малым коэффициентом полезного действия, если дать ему минимальную нагрузку.

Если вам нужно установить освещение в авто, вставить лампу в фару велосипеда, мотоцикла, в один или два небольших уличных фонаря или в ручной фонарь, питания от 9 до 36В вам будет вполне достаточно.

LED –драйверы по мощнее необходимо будет выбирать, если вы намерены подключить светодиодную систему, состоящую из трех и более устройств, на улице, выбрали её для оформления своего интерьера, или же у вас есть настольные офисные светильники, которые работают не менее 8 часов в день.

Как работает драйвер?

Как мы уже рассказывали, LED — драйвер выступает источником тока. Источник напряжения создает на своем выходе некоторое напряжение, в идеале не зависящее от нагрузки.

Например, подключим к источнику напряжением 12 В резистор 40 Ом. Через него пойдет ток величиной 300мА.

Теперь включим сразу два резистора. Суммарный ток составит уже 600мА.

Блок питания поддерживает на своем выходе заданный ток. Напряжение при этом может изменяться. Подключим так же резистор 40Ом к драйверу 300мА.

Блок питания создаст на резисторе падение напряжения 12В.

Если подключить параллельно два резистора, ток также  будет 300мА, а напряжение упадет в два раза.


Каковы основные характеристики LED — драйвера?

При подборе драйвера обязательно обращайте внимание на такие параметры, как выходное напряжение, потребляемая нагрузкой мощность (ток).

— Напряжение на выходе зависит от падения напряжения на светодиоде; количества светодиодов; от способа подключения.

— Ток на выходе блока питания определяется характеристиками светодиодов и зависит от их мощности и яркости, количества и цветового решения.

Остановимся на цветовых характеристиках LED — ламп. От этого, к слову, зависит мощность нагрузки. Например, средняя потребляемая мощность красного светодиода варьирует в пределах 740 мВт. У зеленого цвета средняя мощность составит уже около 1.20 Вт. На основании этих данных можно заранее просчитать, какой мощности драйвер вам понадобится.

Чтобы вам легче было просчитать общую потребляемую мощность диодов, предлагаем использовать формулу.

P=Pled x N

где Pled — это мощность LED, N — количество подключаемых диодов.

Еще одно важное правило. Для стабильной работы блока питания запас по мощности должен быть хотя бы 25%. То есть должно выполняться следующее соотношение:

Pmax ≥ (1.2…1.3)xP

где Pmax   — это максимальная мощность блока питания.

Как правильно подсоединять светодиоды-LED?

Подключать светодиоды можно несколькими способами.

Первый способ  – это последовательное введение. Здесь потребуется драйвер напряжением 12В и током 300мА. При таком способе светодиоды в лампе или на ленте  горят одинаково ярко, но если вы решитесь подключить большее число светодиодов, вам потребуется драйвер с очень большим напряжением.

Второй способ — параллельное подключение. Нам подойдет блок питания на 6В, а тока будет потребляться примерно в два раза больше, чем при последовательном подключении. Есть и недостаток — одна цепь может светить ярче другой.


Последовательно-параллельное соединение – встречается в прожекторах и других мощных светильниках, работающих и от постоянного, и от переменного напряжения.

Четвертый способ — подключение драйвера последовательно по два.  Он наименее предпочтителен.

Есть еще и гибридный вариант. Он соединил в себе достоинства от последовательного и параллельного соединения светодиодов.

Специалисты советуют драйвер выбирать перед тем, как вы купите светодиоды, да еще и желательно предварительно определить схему их подключения. Так блок питания будет для вас более эффективно работать.

Линейные и импульсные драйверы. Каковы их принципы работы?

Сегодня для LED ламп и лент выпускают линейные и импульсные драйверы.
У линейного выходом служит генератор тока, который обеспечивает стабилизацию напряжения, не создавая при этом электромагнитных помех. Такие драйверы просты в использовании  и не дорогие, но невысокий коэффициент полезного действия ограничивает сферу их применения.

Импульсные драйверы, наоборот, имеют высокий коэффициент полезного действия  (около 96%), да еще и компактны. Драйвер с такими характеристиками предпочтительнее использовать для портативных осветительных приборов, что позволяет увеличить время работы источника питания. Но есть и минус – из-за высокого уровня электромагнитных помех он менее привлекателен.

Нужен светодиодный драйвер на 220В?

Для включения в сеть 220В выпускаются линейные и импульсные драйверы. При этом если блоки питания обладают гальванической развязкой (передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ним), они  демонстрируют высокий коэффициент полезного действия, надежность и безопасность в эксплуатации.

Без гальванической развязки блок питания  обойдется вам дешевле, но будет не столь  надежным, потребует осторожности при подсоединении из-за опасности удара током.

При подборе параметров по мощности специалисты рекомендуют останавливать свой выбор на светодиодных драйверах с мощностью, превышающей необходимый минимум на 25%. Такой запас мощности не даст электронному прибору и питающему устройству быстро выйти из строя.

Стоит ли покупать китайские драйверы?

Made in China – сегодня на рынке можно встретить сотни драйверов различных характеристик, произведенных в Китае. Что же они собой представляют? В основном это устройства с импульсным источником тока на 350-700мА.

Низкая цена и наличие гальванической развязки позволяют  таким драйверам быть в спросе у покупателей.  Но есть и недостатки прибора китайской сборки.

Зачастую они не имеют корпуса, использование дешевых элементов снижает надежность драйвера, да еще и отсутствует защита от перегрева и колебаний в электросети.

Китайские драйверы, как и многие товары, выпускаемые в Поднебесной,  недолговечны. Поэтому если вы хотите установить качественную систему освещения, которая прослужит вам ни один год, лучше всего покупать преобразователь для светодиодов от проверенного производителя.

Каков срок службы led драйвера?

Драйверы, как и любая электроника, имеют свой срок эксплуатации. Гарантийный срок службы LED — драйвера составляет 30 000 часов. Но не стоит забывать, что время работы аппарата будет зависеть еще от нестабильности сетевого напряжения, уровня влажности и перепада температур, влияния на него внешних факторов.

Неполная загруженность драйвера также снижает срок эксплуатации прибора. К примеру, если LED – драйвер  рассчитан на 200Вт, а работает на нагрузку 90Вт, половина его мощности возвращается в электрическую сеть, вызывая ее перегрузку. Это провоцирует частые сбои питания и прибор может перегореть, сослужив вам всего год.

Следуйте нашим советам и тогда не придется часто менять светодиодные устройства.

Источник: https://electrongrad.ru/2018/03/11/led-driver-teor/

Драйвер для светодиодного светильника: назначение, виды, принцип работы и изготовление

Линейный драйвер для светодиодов

Драйвер для светодиодного светильника — важнейший элемент схемы, обеспечивающий хорошую яркость, эффективность и продолжительную эксплуатацию источников света. С его помощью происходит трансформация переменного тока промышленной сети напряжением 220 В в постоянный ток нужного значения (12/24/48 В). Разберемся во всех функциях электротехнического элемента и укажем важные критерии выбора устройств.

Драйвер — электронный компонент, на который поступает напряжение переменного тока, происходит стабилизация и выходит напряжение постоянного тока. Здесь важно понимать, что речь идет о получении тока. Для преобразования напряжения используются обычные блоки питания (на корпусе указывается значение выходного напряжения). Блоки питания эксплуатируются в диодных лентах.

характеристика преобразователя для светодиодных осветительных приборов — выходной ток. Для нагрузки используют вспомогательные led-диоды или другие полупроводники.

Практически всегда драйвер питается от промышленной сети 220 В, а диапазон напряжения на выходе начинается от 2 – 3 и заканчивается десятками Вольт. Чтобы подключить три светодиода на 3 Вт, необходим электронный драйвер с выходным напряжением 9 – 21 В и током 780 мА.

При небольшой нагрузке универсальное устройство характеризуется низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Читайте также  Выключатель со светодиодом и светодиодные лампы

Для питания фар транспортных средств применяют источник с постоянным напряжением от 10 до 35 В. Если мощность невысокая, драйвер необязателен, но потребуется соответствующий резистор. Данный компонент — незаменимая часть бытового выключателя, но при коммутации led-диода к переменной сети 220 В нельзя рассчитывать на надежную и долговечную работу.

Принцип работы

Преобразователь выступает источником тока. Разберемся в отличиях изделия от блока питания — источника напряжения.

На выходе каждого преобразователя напряжения имеем определенное напряжение, которое не связано с нагрузкой. К примеру, если подключить к блоку питания 12 В сопротивление 40 Ом, через него будет идти ток 300 мА. Если установить два резистора параллельно, то в сумме получится ток 600 мА, хотя напряжение останется идентичным.

Что касается драйвера, он дает одинаковый ток, несмотря на изменяющееся в меньшую или большую сторону напряжение. Возьмите резистор 30 Ом и соедините его с драйвером на 225 мА. Напряжение упадет до 12 В. Если выполнить коммутацию двух параллельно соединенных резисторов по 30 Ом каждый, ток все равно останется равным 225 мА, но напряжение уменьшится вдвое — до 6 В.

Отсюда вывод: качественный драйвер гарантирует нагрузке заданный выходной ток независимо от изменяющегося напряжения. В результате led-диод при подаче напряжения 5 В будет светить одинаково ярко в сравнении с источником питания на 10 В при условии сохранения идентичного тока.

Технические характеристики

Необходимость покупки драйвера возникает, если был найден интересный светильник без преобразователя тока. Другой вариант — создание источника света с нуля путем приобретения каждого элемента отдельно.

Перед покупкой преобразователя тока изучите три главные характеристики:

  • выходной ампераж;
  • рабочая мощность;
  • выходной вольтаж.

Выходное напряжение рассчитывается исходя из схемы подключения к питанию и числа светодиодов. Значение тока оказывает воздействие на мощность и уровень свечения. Выходного тока драйвера для led-диодов должно быть достаточно для постоянного и яркого свечения.

Мощность изделия должна быть выше суммарного значения всех светодиодов. Для расчета используется формула P = P (led) × X, где

  • P (led) — мощность диода;
  • X — число диодов.

Для гарантии продолжительной эксплуатации драйвера нужно ориентироваться на запас мощности — покупайте преобразователи номинальной мощностью на 20 – 30 % выше требуемого значения. Не забывайте о цветовом факторе, непосредственно связанном с падением напряжения. Последняя величина изменяется в зависимости от разных цветов.

Срок годности

Срок эксплуатации драйвера несколько меньше по сравнению с оптической составляющей светодиодного светильника — порядка 30 000 часов. Это связано с рядом причин: скачками напряжения, изменениями температуры, влажности и нагрузкой на преобразователь.

Одно из уязвимых мест — сглаживающий конденсатор, в котором со временем испаряется электролит. В большинстве случаев это происходит при монтаже в помещениях с высокой влажностью или подключении к сети, в которой есть скачки напряжения. Подход приведет к повышению пульсаций на выходе устройства, что негативно воздействует на led-диоды.

Нередко срок службы драйвера уменьшается из-за частичной загруженности. Если используется устройство мощностью 200 Вт с уменьшенной в два раза нагрузкой (100 Вт), половина от номинального значения вернется в сеть, что вызовет перегрузку и более частые сбои питания.

Виды драйверов

Существуют две основные категории преобразователей тока для светодиодов — линейного и импульсного типов. На линейном оборудовании выход — генератор тока, гарантирующий стабилизацию при любых перепадах сетевого напряжения. Компонент выполняет плавную подстройку без образования электромагнитных волн высокой частоты. Простые и дешевые изделия с КПД ниже 80 %, что ограничивает область использования до светодиодов и лент малой мощности.

Принцип действия импульсных драйверов сложнее — на выходе образуется серия импульсов тока высокой частоты.

Частота появления импульсов тока всегда постоянна, но коэффициент заполнения может изменяться в диапазоне 10 – 80 %, что приводит к изменению значения выходного тока. Компактные габариты и высокий КПД (90 – 95 %) обусловили широкое распространение импульсных драйверов. Их главный недостаток — большее число электромагнитных помех (в сравнении с линейными).

На стоимости драйвера сказывается наличие или отсутствие гальванической развязки. В последнем случае устройства обычно дешевле, но надежность значительно ниже из-за вероятности поражения током.

Диммируемый драйвер

Диммер — устройство, позволяющее регулировать яркость источников света. Большинство драйверов поддерживают данную функцию. С их помощью понижается интенсивность освещения в светлое время суток, расставляются акценты на определенных предметах интерьера, выполняется зонирование комнаты. Все это предоставляет возможность снижения затрат на электроэнергию и увеличение ресурса отдельных компонентов.

Китайские драйверы

Дешевые и низкокачественные китайские драйверы характеризуются отсутствием корпуса. Величина выходного тока обычно не превышает 700 мА. На фоне минимальной стоимости и (возможно) наличия гальванической развязки недостатки выглядят куда более серьезными:

  • короткий срок эксплуатации;
  • ненадежность — дешевые элементы для схем;
  • большие радиочастотные помехи;
  • многочисленные пульсации;
  • слабая защита от высокой температуры и повышения/снижения сетевого напряжения.

Как подобрать драйвер

Если хотите получить качественное устройство, которое прослужит несколько лет и будет выполнять требуемые функции, рекомендуем избегать приобретения дешевых китайских изделий. Далеко не всегда физические параметры таковых совпадают с заявленными значениями. Не покупайте приборы, у которых отсутствуют гарантийные талоны.

Самый простой, средний по качеству и цене вариант — преобразователь тока без корпуса, подключаемый к промышленной сети напряжением 220 В. Выбирая ту или иную модификацию устройства, можно использовать его для одного или нескольких светодиодов. Это отличные элементы, применяемые в лабораторных исследованиях и экспериментах. Для квартиры и дома желательно покупать драйверы с корпусом, поскольку при его отсутствии снижаются надежность и безопасность эксплуатации.

Готовые микросхемы преобразователей тока для светодиодных светильников

На рынке можно встретить готовые микросхемы для преобразования тока. Ниже рассмотрим наиболее популярные из всех:

  1. Supertex HV9910 — импульсный преобразователь с током до 10 мА, не поддерживающий развязку.
  2. ON Semiconductor UC3845 — устройство импульсного типа, выходной ток которого равен 1 А.
  3. Texas Instruments UCC28810 — драйвер импульсного типа с поддержкой развязки и выходным током не более 750 мА.
  4. LM3404HV — отличный вариант для питания светодиодов высокой мощности. Работа построена по принципу преобразователя резонансного типа. Для поддержания номинального тока используется резонансная цепь, состоящая из конденсатора и полупроводникового диода Шоттки. При выборе сопротивления RON есть возможность задать требуемую частоту коммутации.
  5. Maxim MAX16800 — линейный драйвер для малого напряжения (12 В). Выходной ток насчитывает не более 350 мА. Данная схема драйвера для светодиодной лампы — отличный вариант для мощного led-диода или фонарика. Поддерживается диммирование.

Самостоятельная сборка преобразователя для светодиодов 220 В

Рассмотренная схема напоминает блок питания импульсного типа. Для примера возьмем простой блок питания импульсного типа, не имеющий гальванической развязки. Главные преимущества подобной схемы — простота и надежность.

При выборе метода действуйте осторожно, поскольку отсутствуют какие-либо ограничения по выходному току. Светодиоды будут питаться от положенных им 1,5 – 2 А, но если по неосторожности коснуться руками оголенных проводов, значение тока вырастет до десятков ампер и произойдет сильный удар.

Простейшая схема преобразователя тока на 220 В содержит три каскада:

  • делитель напряжения с емкостным резистором;
  • несколько диодов (мост);
  • стабилизатор напряжения.

В первом каскаде емкостной резистор используется для самостоятельной подзарядки конденсатора, не имеет отношения к работе самой схемы. Номинал не имеет значения и обычно составляет от 100 кОм до 1 МОм при мощности не более 1 Вт. В этих целях нельзя выбирать электролитический конденсатор.

Ток через конденсатор проходит до тех пор, пока он полностью не зарядится. Чем ниже емкость конденсатора, тем быстрее завершится процесс. Конденсатор на 0,3 мкФ пропустит через себя меньшую часть от общего напряжения сети.

Диодный мост используется для трансформации переменного напряжения в постоянное. После того как конденсатор «отсечет» практически весь вольтаж, диодный мост выдаст постоянный ток с напряжением 20 – 22 В.

На третьем каскаде устанавливают сглаживающий фильтр для стабилизации напряжения. Конденсатор и диодный мост уменьшают напряжение. Любые изменения напряжения в сети сказываются на выходной амплитуде диодного моста. Для уменьшения пульсации параллельно в схему подключают электролитический конденсатор.

Самостоятельная сборка преобразователя на 10 Ватт

Если хотите своими руками соорудить сетевой драйвер для питания мощного светодиода, воспользуйтесь электронными платами от испорченных экономок. Зачастую подобные светильники прекращают работу именно из-за перегоревших ламп, хотя электронная плата продолжает функционировать. Все компоненты могут применяться для создания блока питания, драйвера и прочих электротехнических приборов. В процессе потребуются конденсаторы, диоды, транзисторы и дроссели.

Разберите вышедшую из строя ртутную лампу мощностью 20 Вт (подходит для драйвера на 10 Вт). В таком случае гарантируется, что дроссель выдержит оказываемую нагрузку. С увеличением потребностей мощности для сетевого драйвера придется выбирать более мощную экономку или вместо дросселя воспользоваться аналогом с огромным сердечником.

Выполните 20 витков на обмотке и паяльником подключите ее к выпрямителю (диодному мосту). Подайте напряжение от промышленной сети 220 В и мультиметром измерьте полученное значение на выходе диодного моста. При использовании инструкции получится значение в районе 9 – 10 В. Светодиодный источник потребляет 0,8 А при номинале 900 мА. Поскольку вы будете подавать ток уменьшенного значения, сможете продлить срок эксплуатации led-диода.

Заключение

Несмотря на кажущуюся простоту и надежность, светодиоды более сложны и требовательны, нежели другие источники света. Взять те же источники питания. К примеру, если превысить мощность тока питания люминесцентной лампы на 15 – 25 %, характеристики не ухудшатся. В случае светодиодов срок их эксплуатации снизится в несколько раз. Наличие сетевого драйвера гарантирует подачу одинакового выходного тока независимо от скачков напряжения сети. По этой причине не стоит экономить на покупке данных устройств.

Драйвер для светодиодного светильника: назначение, виды, принцип работы и изготовление

Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/drajver-dlya-svetodiodnogo-svetilnika.html